O equilíbrio da usina de um parque eólico também precisa de uma inspeção

Por Paul Dvorak | 28 de julho de 2016

Judah MosesonPE CEM, VP – Operações, Cooke Power Services

O balance of plant (BOP) é ​​o elo mais importante para entregar a energia produzida por um parque eólico ao mercado. O BOP consiste do transformador pad-mount na base da turbina eólica até o sistema de coleta e a subestação. O BOP também inclui linhas de transmissão, mastros, estradas e drenagem.

Embora a maior parte da discussão de O&M se concentre nos componentes das naceles, o equipamento BOP também precisa de atenção. É aconselhável planejar os melhores procedimentos de inspeção e manutenção do BOP para manter um parque eólico em alto funcionamento. As inspeções descritas aqui representam atividades essenciais que ajudam a garantir a operação segura e lucrativa de um parque eólico.

O desafio para proprietários e operadores de parques eólicos é reconhecer a necessidade de orçamento para esses procedimentos. Seus custos representam menos de 10% do orçamento total de O&M de um parque eólico típico. Para manter esse link na produção de energia funcionando, este artigo se concentra em como inspecionar o equipamento de média tensão (MV) dos transformadores pad mount, sistema de coleta, subestação e equipamentos de alta tensão (HV) na subestação.

A imagem IR revela três conexões soltas ou danificadas (SP 2, 3 e 6) em um transformador pad-mount. As seis conexões são o cabeamento trifásico de 34,5 kV conectando esta turbina às suas vizinhas de cada lado, direcionando a energia para a subestação. Conexões soltas ou danificadas são responsáveis ​​pelo aumento do calor. As boas conexões permanecem mais frias.

Transformadores montados em bloco

Esses transformadores são necessários para levar a saída do gerador de 600 a 900 V e intensificá-la para o MV do sistema de coleta (normalmente 34,5 kV) para transmissão eficiente para a subestação. Os transformadores tiveram vários problemas nos últimos 20 anos que exigiram um plano de ação para inspeção e manutenção.

Inspeção IR é um exame não evasivo dos transformadores online e sob carga. A imagem a seguir mostra conexões soltas ou danificadas.

Os resultados da inspeção são conhecidos imediatamente e uma breve interrupção normalmente é tudo o que é necessário para corrigir o problema. Sem uma inspeção, conexões soltas ou danificadas podem eventualmente falhar, causando danos ao transformador e colocando em risco a segurança do pessoal.

Amostragem de óleo dos transformadores é uma prática típica. Infelizmente, a indústria eólica demorou a reagir aos resultados deste teste. Um plano de ação preferencial deve ser identificar a causa raiz dos resultados insatisfatórios do teste e tomar ações corretivas, como reparos internos seguidos de substituição de óleo. Os resultados de teste mais comuns mostram um aumento nos gases dissolvidos (DG). Estes incluem tipicamente hidrogênio, metano, acetileno, etileno e etano. Altas concentrações de DG podem explodir quando uma unidade é ligada e desligada.

A maioria dos sites simplesmente pendura um cadeado vermelho nessas unidades e as identifica como "não operam". Uma turbina eólica individual não pode mais ser isolada no transformador com problemas, portanto, uma interrupção na coluna da turbina é a única maneira de uma equipe realizar a manutenção na turbina associada.

Recentemente, um método de filtragem de óleo entrou no mercado que pode prolongar a vida útil de transformadores com alta GD. Esse processo de filtragem cria vácuo no reservatório de óleo e pressiona o óleo por meio de equipamentos especializados que removem os gases e a água do óleo. Os resultados podem ser documentados com uma análise de amostra de óleo pós-filtragem. Este processo, no entanto, não repara o transformador.

A quebra de materiais isolantes elétricos e componentes relacionados dentro do transformador gera os gases. Normalmente, o custo de substituição de um transformador de montagem em bloco varia de US$ 25.000 a US$ 60.000, dependendo das tensões de entrada e saída.

O transformador ainda produzirá DG, mas pode fornecer um período prolongado de operação segura até que o nível de gás fique muito alto novamente. A amostragem periódica de óleo permitirá ao proprietário ou operador saber se esse processo resulta em meses ou mesmo anos de operação normal.