Guida al funzionamento e alla manutenzione di trasformatori di potenza di grandi dimensioni: migliori pratiche per 100 MVA 132/22 kV, parte 4

1. Il ruolo della manutenzione del trasformatore nell'affidabilità del trasformatore

 

 

In pratica, la manutenzione del trasformatore viene spesso fraintesa come un lavoro di ispezione di routine. Negli ambienti ingegneristici reali, si comporta più come un processo di controllo continuo del rischio piuttosto che come un'attività pianificata.

Per i trasformatori di potenza di grandi dimensioni, come i sistemi da 100 MVA 132/22 kV, ciò diventa ancora più evidente nella pratica di manutenzione dei trasformatori di potenza. Questi trasformatori solitamente funzionano in condizioni di carico di lunga-durata, spesso vicini ai limiti di progettazione a seconda della domanda della rete o del data center. In questi casi, piccole deviazioni nel comportamento termico o di isolamento possono gradualmente trasformarsi in guasti del trasformatore e richiedere il rilevamento tempestivo dei guasti del trasformatore.

Dall'esperienza sul campo, la manutenzione dei trasformatori elettrici riguarda meno la "ricerca di problemi" e più la prevenzione che piccole anomalie diventino cause di guasto del trasformatore di potenza, che è un concetto chiave nella diagnosi dei guasti del trasformatore e nell'analisi dei guasti del trasformatore.

 

Per acquisire una comprensione completa della gestione del ciclo di vita del trasformatore, puoi anche esplorare:

• Guida alla pre-installazione e all'ispezione del trasformatore (parte 1)
• Guida all'installazione della boccola del trasformatore (parte 2)
• Guida alla diagnosi dei guasti e alla risoluzione dei problemi del trasformatore (Parte 3)

 

2. Funzionamento quotidiano e monitoraggio dei trasformatori di potenza

 

Il funzionamento stabile del trasformatore dipende da una combinazione di controllo del carico, comportamento termico e monitoraggio delle condizioni di isolamento. Questo è il fulcro della moderna pratica di monitoraggio delle condizioni dei trasformatori. Nella maggior parte delle sottostazioni, gli operatori fanno molto affidamento sui sistemi online, ma l'interpretazione richiede ancora il giudizio tecnico per una corretta risoluzione dei problemi del trasformatore.

Principali parametri di monitoraggio operativo

In molti casi sul campo, il comportamento della temperatura è più informativo del carico assoluto. Un carico stabile con una temperatura in lento aumento spesso suggerisce un'inefficienza di raffreddamento, mentre rapidi picchi di temperatura possono indicare una diagnosi precoce dei guasti del trasformatore interno-correlata allo sviluppo di problemi interni del trasformatore.

3. Lista di controllo per la manutenzione ordinaria del trasformatore

 

L'esecuzione della lista di controllo per la manutenzione ordinaria dei trasformatori è solitamente il punto da cui derivano i maggiori- guadagni in termini di affidabilità a lungo termine, sebbene sia spesso sottovalutata nella pratica di manutenzione dei trasformatori.

3.1 Manutenzione dello sfiatatoio (controllo dell'umidità).

Durante la sostituzione dello sfiatatoio, il relè Buchholz viene solitamente commutato in modalità allarme per evitare interventi intempestivi. Se esiste un commutatore sotto-carico, anche le regolazioni AVC potrebbero richiedere il coordinamento con il controllo di invio.

Dopo la manutenzione, è necessario verificare la stabilità del flusso d'aria e l'integrità della tenuta. Questo passaggio viene spesso trascurato nella risoluzione dei problemi del trasformatore, sebbene influenzi direttamente il rischio futuro di ingresso di umidità.

 

3.2 Manutenzione del sistema di raffreddamento

I sistemi di raffreddamento sono direttamente legati al comportamento di surriscaldamento del trasformatore, soprattutto in condizioni di carico continuo negli scenari di manutenzione del trasformatore di potenza.

Quando indicatori quali spie di stato delle ventole, interruttori, relè termici o contattori si guastano, generalmente è necessaria la sostituzione. È preferibile-anche se non sempre possibile-utilizzare componenti identici per mantenere la coerenza del sistema.

Dopo la sostituzione, la verifica è più importante dell'installazione stessa. Il cablaggio corretto, la commutazione automatica adeguata e la risposta stabile della ventola o della pompa devono essere confermati prima di rimettere in servizio.

Per esperienza, molte cause di guasto dei trasformatori iniziano silenziosamente nel sistema di raffreddamento piuttosto che all'interno degli avvolgimenti, il che è un punto chiave nella diagnosi dei guasti del trasformatore.

 

3.3 Pozzo petrolifero e sistema di protezione antincendio

I pozzi petroliferi vengono spesso trascurati finché non si verifica un guasto. In realtà, fanno parte della prima barriera di risposta per gli scenari di incendio dei trasformatori e sono anche indirettamente correlati alla gestione del rischio di perdite di olio dei trasformatori.

È necessaria una pulizia regolare per prevenire l'accumulo di detriti e la formazione di ristagni d'acqua. Anche piccole carenze di manutenzione in questo caso possono aumentare il rischio di escalation di incendi se combinate con condizioni di perdite di olio.

 

3.4 Procedura di gestione del gas del relè Buchholz

 

 

Il funzionamento del relè gas è uno di quei segnali che richiede sempre un'attenta interpretazione nella pratica di rilevamento dei guasti del trasformatore.

Il volume del gas e il tempo di rilascio devono essere sempre registrati. Dopo lo sfiato la valvola deve essere chiusa saldamente. In pratica, piccoli problemi di tenuta in questo caso possono creare allarmi ripetuti e fuorvianti durante la risoluzione dei problemi del trasformatore.

Se è necessario il campionamento del gas, devono essere utilizzati connettori sigillati dedicati. I test a fiamma libera in prossimità delle uscite del gas sono rigorosamente evitati in tutte le condizioni sul campo.

Quando non è disponibile un sistema di raccolta del gas, durante lo sfiato viene utilizzato il funzionamento temporaneo in modalità segnale. Questo passaggio supporta operazioni di diagnosi dei guasti del trasformatore più sicure.

 

4. Manutenzione del sistema di messa a terra, protezione e sicurezza

 

Test della corrente di terra del nucleo del trasformatore e del morsetto

Il test della corrente di terra viene generalmente eseguito una volta all'anno per le apparecchiature di classe 110 kV- e fa parte della pratica standard di monitoraggio delle condizioni dei trasformatori.

Se la corrente di terra supera i 100 mA circa, viene solitamente trattata come un indicatore anomalo che richiede una diagnosi più approfondita dei guasti del trasformatore piuttosto che una classificazione immediata del guasto.

Anomalie del sistema di protezione contro i fulmini e di messa a terra

Queste condizioni sono spesso associate a modalità avanzate di guasto del trasformatore e possono richiedere azioni immediate di risoluzione dei problemi del trasformatore.

 

5. Termografia a infrarossi e monitoraggio delle condizioni

 

L'ispezione a infrarossi è ampiamente utilizzata nei moderni sistemi di monitoraggio delle condizioni dei trasformatori perché fornisce una visione non-invasiva dello stato di salute del trasformatore.

In pratica, i punti caldi anomali non sempre indicano un guasto immediato, ma spesso segnalano-un surriscaldamento del trasformatore nella fase iniziale o condizioni di connessione allentate che richiedono un'ulteriore diagnosi dei guasti del trasformatore.

 

6. Manutenzione del sistema di monitoraggio online

 

I sistemi di monitoraggio online, in particolare i sistemi di trasformazione per l'analisi dei gas disciolti, richiedono un funzionamento stabile per rimanere significativi nella strategia di rilevamento dei guasti del trasformatore.

7. Anomalie operative e indicatori di allarme precoce

 

È qui che il rilevamento dei guasti del trasformatore diventa più prezioso negli ambienti ingegneristici reali.

I tipici indicatori precoci includono un lento aumento della temperatura (legato al surriscaldamento del trasformatore), una lieve deviazione del livello dell'olio (a volte collegata a una perdita di olio del trasformatore) e allarmi di gas intermittenti rilevati attraverso il monitoraggio del trasformatore per l'analisi del gas disciolto.

Questi segnali vengono spesso analizzati attraverso la logica di diagnosi dei guasti del trasformatore piuttosto che tramite decisioni di arresto immediato.

 

8. Conclusione: manutenzione come controllo continuo del rischio

 

La manutenzione del trasformatore dovrebbe essere vista come un controllo continuo del rischio piuttosto che come una manutenzione periodica.

Quando la manutenzione del trasformatore, il monitoraggio termico e la diagnosi dei guasti del trasformatore vengono combinati in modo efficace, è possibile prevedere o mitigare i guasti più gravi.

Nei sistemi ingegneristici reali, l’affidabilità è raramente il risultato di una singola azione. Di solito è l'accumulo di tante piccole decisioni di manutenzione prese correttamente nel tempo.