Niska częstotliwość, wysoka skuteczność

Inżynierowie z ABB opracowali metodę, która pozwala na zmniejszenie zawartości wody w izolacji papierowej transformatora on-site.

Pierwsze i największe słowa uznania należą się za odwagę, jaką wykazali się decydenci z warszawskiej Elektrociepłowni Siekierki, którzy zdecydowali się zastosować u siebie – jako pierwsi w Polsce! – innowacyjną technologię remontu transformatora mocy w miejscu jego pracy. To decyzja nietuzinkowa, bowiem transformator dla producenta energii elektrycznej jest jednym z podstawowych elementów infrastruktury. Remont się oczywiście udał, a w efekcie zakład znacząco skrócił jego czas i zaoszczędził sporo pieniędzy, przede wszystkim na transporcie urządzenia do fabryki remontowej.

Jedną z głównych przyczyn awarii transformatorów jest obecność wody w izolacji stałej. Skraca ona czas pracy urządzenia i obniża parametry nominalne. Oczywiście najskuteczniejszą metodą w takiej sytuacji jest transport urządzenia do fabryki remontowej, gdzie uzwojenie trafia do pieca ewaporacyjnego, w którym – podobnie jak przy nowych transformatorach – suszy się jego papierową izolację. To jednak, w przypadku jednostek ważących nierzadko kilkaset ton, ogromne wyzwanie logistyczne, którego koszty stawiają czasami pod znakiem zapytania sens całej operacji. Dlatego inżynierowie i naukowcy z ABB opracowali metodę, która pozwala na zmniejszenie zawartości wody w izolacji papierowej transformatora bez konieczności przewożenia go do fabryki remontowej.

Furtka dla technologii

Bez wątpienia czasowo i kosztowo najlepszym rozwiązaniem jest remont na miejscu instalacji. Dotychczas stosowano jednak w takich sytuacjach zabiegi zastępcze, polegające na przykład na uzdatnianiu oleju poprzez wydzielenie cząstek stałych, wody oraz gazów rozpuszczonych metodami fizycznymi, takimi jak filtracja oraz obniżenie ciśnienia. Jest to proces bardzo skuteczny dla poprawienia niektórych parametrów samego oleju, ale zupełnie nieefektywny, jeżeli celem jest osuszenie izolacji papierowej, ponieważ 99,9% wody znajduje się właśnie w izolacji stałej, a nie w oleju. Obok tej, pojawiały się również inne technologie, wszystkie jednak obarczone były niską skutecznością.
Dlatego też uwaga ABB skupiła się na technologii wygrzewania uzwojenia transformatora prądem niskiej częstotliwości LFH (ang. Low Frequency Heating). Sama w sobie nie jest ona innowacyjna, bowiem wykorzystuje się ją od wielu lat. Do niedawna jednak jej zastosowanie nie było możliwe w przypadku jednostek dużych mocy. „Furtkę” otworzył rozwój energoelektroniki, który umożliwił stworzenie urządzeń i systemu odpowiednich mocy, ale pozwolił także na zbudowanie kompletnego przewoźnego stanowiska remontowego.

Ponad sto referencji

Technologia LFH zakłada ogrzewanie uzwojeń przy użyciu prądu w zakresie częstotliwości 1-50 mHz. System sterowania przetwornicy LFH gwarantuje kontrolę podstawowych parametrów procesu. Uzupełnieniem sprzętu jest agregat do obróbki oleju oraz zestaw pomp próżniowych o wydajności zapewniającej osiągnięcie wymaganej przez proces próżni w odpowiednio krótkim czasie. Całość mieści się w niewielkim kontenerze. W czasie trwania procesu, co trwa do kilkudziesięciu godzin, system sterowania kontroluje jego przebieg i na wypadek anomalii lub odstępstw od parametrów granicznych, wysyła sygnały alarmowe lub zatrzymuje pracę urządzenia.
Technologia LFH w przypadku dużych transformatorów mocy jest od kilku lat stosowana przez ABB na całym świecie. W sumie wykonano już ponad sto prac, które dla firmy stanowią niepodważalne referencje. I to one właśnie przekonały inżynierów i menedżerów z EC Siekierki do skorzystania z nowatorskiego na polskim rynku rozwiązania. Remont, połączony z wysuszeniem izolacji (według umowy z efektem nie gorszym niż przy przeglądzie fabrycznym), dotyczył jednostki 150 MVA 125 kV. Przy okazji zainstalowano także nowe przepusty wykonane w technologii RIS, co wymagało zastosowania adapterów dostosowujących i modyfikacji przyłącza wyprowadzenia mocy z uzwojeń WN.

Skutecznie, ale taniej

Zakładane efekty prac zostały osiągnięte, co potwierdziły testy, a także badania wykonane na życzenie zleceniodawcy przez firmę niezależną. Zakładane efekty ekonomiczne również nie rozczarowały. A to wnioski o tyle cenne, iż istotna część infrastruktury energetycznej Polski, a zatem i transformatorów mocy w sieci oraz energetyce wytwórczej, ma już ponad 30 lat i w najbliższych latach czeka je modernizacja. Nie są to małe koszty, choć zapewne znacznie niższe niż zakup nowych urządzeń. A to z kolei może zmienić podejście użytkowników transformatorów olejowych do problemu zawilgocenia izolacji. Ten efektywny i krótkotrwały proces pozwala bowiem na istotne wydłużenie czasu eksploatacji starszych jednostek.

Szczegółowy opis procesu wygrzewania uzwojenia transformatora prądem niskiej częstotliwości LFH oraz reportaż z warszawskiej Elektrociepłowni Siekierki publikujemy w najnowszym numerze kwartalnika Dzisiaj.

Kategorie and Tagi
O autorze

Sławomir Dolecki

Jestem niezależnym dziennikarzem, reporterem i redaktorem. Specjalizuję się w tematyce związanej z energetyką, infrastrukturą krytyczną i ochroną środowiska. Z firmą ABB jestem związany od roku 1998.
Skomentuj ten artykuł