Anche l'equilibrio dell'impianto di un parco eolico necessita di un'ispezione

Di Paul Dvorak | 28 luglio 2016

Giuda MosesonPE CEM, Vicepresidente – Operazioni, Cooke Power Services

Il bilancio dell’impianto (BOP) è l’anello più importante per fornire al mercato l’energia prodotta da un parco eolico. Il BOP è costituito dal trasformatore montato su pad alla base della turbina eolica fino al sistema di raccolta e alla sottostazione. Il BOP comprende anche le linee di trasmissione, i tralicci, le strade e il drenaggio.

Sebbene la maggior parte delle discussioni su O&M si concentrino sui componenti delle gondole, anche le apparecchiature BOP necessitano di attenzione. È saggio pianificare le migliori procedure di ispezione e manutenzione BOP per mantenere un parco eolico altamente funzionante. Le ispezioni qui descritte rappresentano attività essenziali che aiutano a garantire il funzionamento sicuro e redditizio di un parco eolico.

La sfida per i proprietari e gli operatori dei parchi eolici è riconoscere la necessità di stanziare un budget per queste procedure. I loro costi rappresentano meno del 10% del budget totale di O&M di un tipico parco eolico. Per mantenere attivo e funzionante questo collegamento nella produzione di energia, questo articolo si concentra su come ispezionare le apparecchiature a media tensione (MV) dai trasformatori con montaggio su pad, il sistema di raccolta, la sottostazione e le apparecchiature ad alta tensione (HV) nella sottostazione.

L'immagine IR rivela tre connessioni allentate o danneggiate (SP 2, 3 e 6) su un trasformatore con montaggio su pad. Le sei connessioni sono i cavi trifase da 34,5 kV che collegano questa turbina alle vicine su entrambi i lati, dirigendo l'energia alla sottostazione. Collegamenti allentati o danneggiati sono responsabili dell'aumento di calore. Le buone connessioni rimangono più fresche.

Trasformatori montati su pad

Questi trasformatori sono necessari per prendere l'uscita del generatore da 600 a 900 V e aumentarla alla MV del sistema di raccolta (tipicamente 34,5 kV) per una trasmissione efficiente alla sottostazione. Negli ultimi 20 anni i trasformatori hanno avuto una serie di problemi che hanno richiesto un piano d'azione per l'ispezione e la manutenzione.

Ispezione IR è un esame non evasivo dei trasformatori in linea e sotto carico. L'immagine allegata mostra collegamenti allentati o danneggiati.

I risultati dell'ispezione sono noti immediatamente e in genere è necessaria una breve interruzione per correggere il problema. Senza un'ispezione, i collegamenti allentati o danneggiati potrebbero fallire, causando danni al trasformatore e mettendo a rischio la sicurezza del personale.

Campionamento dell'olio dei trasformatori è una pratica tipica. Sfortunatamente, l’industria eolica è stata lenta nel reagire ai risultati di questi test. Un piano d'azione preferibile dovrebbe essere quello di identificare la causa principale degli scarsi risultati dei test e intraprendere azioni correttive come riparazioni interne seguite dalla sostituzione dell'olio. I risultati dei test più comuni mostrano un aumento dei gas disciolti (DG). Questi includono tipicamente idrogeno, metano, acetilene, etilene ed etano. Elevate concentrazioni di DG possono esplodere quando un'unità viene messa in servizio e messa fuori servizio.

La maggior parte dei siti appendono semplicemente un lucchetto rosso su queste unità e le identificano come "non operative". Una singola turbina eolica non può più essere isolata presso il trasformatore guasto, quindi un'interruzione della stringa della turbina è l'unico modo in cui un equipaggio può eseguire la manutenzione sulla turbina associata.

Recentemente è entrato sul mercato un metodo di filtraggio dell'olio che può prolungare la vita dei trasformatori con DG elevato. Questo processo di filtraggio crea un vuoto nel serbatoio dell'olio e pressa l'olio attraverso un'attrezzatura specializzata che rimuove i gas e l'acqua dall'olio. I risultati possono essere documentati con un'analisi del campione di olio post-filtraggio. Questo processo, tuttavia, non ripara il trasformatore.

La decomposizione dei materiali isolanti elettrici e dei relativi componenti all'interno del trasformatore genera i gas. In genere, il costo di sostituzione di un trasformatore con montaggio su pad varia da $ 25.000 a $ 60.000 a seconda delle tensioni di ingresso e di uscita.

Il trasformatore continuerà a produrre DG, ma potrebbe garantire un periodo prolungato di funzionamento sicuro finché il livello del gas non diventa nuovamente troppo alto. Il campionamento periodico dell'olio consentirà al proprietario o all'operatore di sapere se questo processo comporta mesi o addirittura anni di normale funzionamento.