Система управления системой охлаждения трансформатора

Когда слышишь про система управления системой охлаждения трансформатора, многие сразу представляют себе готовые модули с датчиками и контроллерами — но на практике это часто набор кустарных решений, которые приходится допиливать прямо на объекте. Вспоминаю, как на одном из старых объектов под Ижэнем пришлось переделывать автоматику охлаждения: проектировщики заложили стандартную схему, а местные условия с высокой влажностью и перепадами напряжения требовали ручной калибровки датчиков температуры масла. Тогда мы поняли, что готовая система — это лишь половина дела.

Как устроена типовая система и где она ?ломается?

Если брать классику — например, масляные трансформаторы от ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии — там обычно стоит ступенчатое управление вентиляторами и насосами. Датчики в верхних слоях масла, термореле, контроллер... Но вот нюанс: на их заводе в поселке Юэтан тестируют оборудование в почти идеальных условиях, а при установке рядом с рекой Янцзы, где воздух насыщен солями, контакты реле начинают окисляться уже через полгода. Приходится ставить дополнительные кожухи или менять материал контактов — мелкая деталь, которая в проектах часто упускается.

Еще случай: на подстанции под Янчжоу система охлаждения работала исправно, но при резком росте нагрузки (скажем, при подключении нового производства) вентиляторы не успевали выходить на полную мощность — контроллер давал задержку в 2-3 минуты. Температура масла успевала подняться до 85°C, хотя порог срабатывания был выставлен на 75°C. Разбирались долго — оказалось, проблема в прошивке контроллера, который усреднял показания датчиков за 5 минут. Пришлось вручную менять алгоритм опроса.

Кстати, про датчики: их расположение — это отдельная наука. В сухих трансформаторах, которые тоже выпускает Госинь, датчики часто ставят близко к обмоткам, но если есть хоть малейший перекос магнитного поля, показания начинают ?плыть?. Один раз видел, как на объекте под G40 из-за вибрации от трассы датчик сместился на 3 см — и система начала включать охлаждение при 50°C вместо 65°C. Мелочь? А счет за лишнюю электроэнергию за год вышел на 200 тысяч рублей.

Почему готовые решения не всегда работают

Компании вроде ООО Цзянсу Госинь Электротехнические Технологии дают стандартные схемы управления — и это логично, они не могут предусмотреть все местные условия. Но вот пример: их композитные трансформаторы имеют гибридное охлаждение (масло + воздушные каналы), и при монтаже в закрытых помещениях система часто ?задыхается? — горячий воздух циркулирует по кругу. Приходится добавлять вытяжные клапаны, которых нет в типовой комплектации.

Еще большая головная боль — это совместимость с старым оборудованием. На подстанциях, где стоят трансформаторы 70-х годов, новая система управления охлаждением может конфликтовать с релейной защитой. Помню, в 2018 году под Ижэнем при замене панели управления возникла паразитная наводка — реле защиты от внутренних повреждений срабатывало ложно. Два дня искали причину — оказалось, кабель управления вентиляторами проходил в 10 см от шины защиты.

Или вот нюанс с предварительно собранными подстанциями: там система охлаждения часто встроена в общий шкаф, и при летней жаре тепловыделение от низковольтных распределительных устройств добавляет 5-7°C к температуре обдува. Казалось бы, мелочь — но при длительной нагрузке 90% это уже критично.

Что чаще всего ломается в полевых условиях

Вентиляторы — их подшипники выходят из строя первыми, особенно если объект рядом с дорогой (как тот, что к востоку от Янчжоу). Пыль + влага = заклинивание через 1.5-2 года. Замена — дело не сложное, но если вовремя не заметить, трансформатор уходит в перегрев.

Датчики температуры — особенно сопротивления (ТСМ). Их калибровка ?уплывает? со временем, и если на новом трансформаторе погрешность ±1°C, то через 3 года может быть уже ±5°C. На одном из объектов пришлось раз в полгода проверять их переносным калибратором — иначе система управления работала вхолостую.

Блоки управления — здесь проблема не в железе, а в ПО. Часто производители (включая Госинь) ставят пароли на изменение параметров, и при сбоях нужно ждать специалиста. В глубинке это приводит к простоям по 2-3 недели. Приходится либо договариваться с заводом о локальном доступе, либо ставить внешние контроллеры — что уже нарушает гарантию.

Как мы пробовали улучшать стандартные системы

Пытались ставить дополнительные датчики на радиаторы — но это дало мало эффекта. Температура масла и так достаточно точно отражает тепловой режим, а вот контроль вибрации оказался полезнее — особенно для сухих трансформаторов. Когда вентилятор начинает разбалансироваться, сначала растет вибрация, и только через неделю — температура.

Еще экспериментировали с системой плавного пуска вентиляторов — чтобы не было бросков тока. Ставили частотные преобразователи, но они сами грелись, и пришлось делать для них отдельное охлаждение. В итоге стоимость системы выросла на 30%, а надежность — не факт.

Самое удачное решение — это резервирование датчиков. Ставим два датчика температуры на разные фазы, и контроллер берет максимальное значение. Дешево и сердито — такой подход теперь часто вижу в проектах от Госинь для высоковольтных распределительных устройств.

Что в итоге стоит учитывать при проектировании

Местные условия — не только климат, но и качество сети. Если объект в промзоне с просадками напряжения, блоки управления охлаждением лучше запитывать через стабилизатор. Да, это не по ГОСТу, но на практике спасает от ложных срабатываний.

Запас по производительности — если проектная нагрузка 1000 кВА, систему охлаждения стоит рассчитывать на кВА. Особенно для трансформаторов, которые работают в режиме ?старт-стоп? — там тепловые удары чаще.

И главное — не доверять автоматике слепо. Даже самая продвинутая система управления системой охлаждения трансформатора требует визуального контроля раз в смену. Видел как на объекте под G40 автоматика отработала идеально, а вот заслонка воздуховода заклинила из-за птичьего гнезда — и это заметили только когда трансформатор начал ?потеть? маслом.