Odwadnianie oleju transformatorowego

Każdy olej stosowany w sprzęcie elektrycznym musi spełniać określone wymagania. Tj. jego jakość i parametry nie mogą być niższe od wartości podanych w dokumentach regulacyjnych i instrukcjach obsługi sprzętu. Wszelkie odchylenia mogą prowadzić do nieprawidłowego działania transformatora i oburzenia. Do najważniejszych wskaźników jakości oleju należy jego wytrzymałość dielektryczna, wilgotność i zawartość gazów. Przykładowo olej do transformatorów 750 kV nie może zawierać więcej niż 0,001% wody i 0,15% gazu (objętościowo). Wymagania te sprawiają, że odgazowanie i odwadnianie oleju transformatorowego niezbędny element obsługi transformatora.

Skąd bierze się woda?

Woda w oleju może pochodzić z dwóch źródeł: z atmosfery lub w wyniku procesów starzenia stałej izolacji transformatora.

Woda może występować w oleju w różnej postaci. Może być wchłaniany, rozpuszczony, emulgowany lub wolny. W pierwszym przypadku cząsteczki wody są ściśle związane z cząsteczkami oleju. W tej postaci woda ma niewielki wpływ na wytrzymałość dielektryczną oleju. Jednakże wraz ze zmianami temperatury woda ta może ulec rozpuszczeniu lub zemulgowaniu. W drugim przypadku cząsteczki wody znajdują się pomiędzy cząsteczkami oleju i nie stykają się ze sobą bezpośrednio. Miało to również niewielki wpływ na wytrzymałość dielektryczną. Najbardziej niebezpiecznymi formami zawartości wody są woda emulgowana i wolna. Zemulgowana woda tworzy się, gdy cząsteczki koagulują w małe kropelki. Z kolei woda wolna powstaje w wyniku zemulgowania wody lub w wyniku przedostania się dużych kropel wody bezpośrednio do oleju.

Co sprawia, że ​​woda jest niebezpieczna?

Sferyczne kropelki wody w oleju rozciągają się w polu elektromagnetycznym. Krople te stają się eliptyczne i przyciągają się do siebie dzięki różnym ładunkom na końcach. W wyniku tego procesu powstają łańcuchy o zwiększonej przewodności, które powodują przebicia elektryczne. Znaczący spadek wytrzymałości dielektrycznej może być spowodowany nawet niewielką ilością wody. Ilość wody powyżej 50 ppm może spowodować przebicie i awarię transformatora.

Woda ma również inne niekorzystne skutki, takie jak:

• przyspieszone starzenie się izolacji papierowej;
• zwiększone tworzenie się węgla podczas wyładowania łukowego;
• zwiększona korozja metalowych części transformatora;
• przyspieszone utlenianie oleju;
• pogorszenie właściwości fizycznych oleju pod wpływem podwyższonych temperatur.

Powyższe czynniki są wystarczające, aby zrozumieć, jak ważne odwadnianie oleju transformatorowego jest.

Ochrona oleju transformatorowego przed wodą

Jednym ze środków zapobiegawczych chroniących olej transformatorowy przed wodą jest wytworzenie warstwy gazu pomiędzy olejem a powietrzem (np. azotu). Warstwa ta staje się barierą pomiędzy olejem a wodą znajdującą się w powietrzu.

Kolejnym środkiem są wkłady wypełnione żelem krzemionkowym. Adsorbent ten wychwytuje wodę i zapobiega jej kontaktowi z olejem transformatorowym.

Jednak nawet przy zastosowaniu najlepszych środków zapobiegawczych nie można całkowicie zapobiec obecności wody w oleju. To jest gdzie odwadnianie oleju transformatorowego wchodzi.

Co stosuje się do odwadniania oleju transformatorowego

W przeszłości do rozwiązania tego problemu używano wirówek i pras filtracyjnych. Były one jednak uciążliwe i skomplikowane w działaniu. Opracowano nowy sprzęt, oparty na dwóch różnych podejściach: przetwarzaniu oleju za pomocą adsorbentów oraz obróbce cieplnej i próżniowej. Metody te są obecnie najczęstsze.

Odwadnianie oleju transformatorowego poprzez ogrzewanie

Metoda ogrzewania odwadnianie oleju transformatorowego polega na odparowaniu wody pod ciśnieniem atmosferycznym lub w próżni. Jeśli olej zanieczyszczony wodą zostanie podgrzany powyżej 100°С, zacznie się pienić. Poza tym nasilają się procesy utleniania, szczególnie jeśli olej nie zawiera dodatków antyoksydacyjnych. Dlatego olej podgrzewa się jedynie do 80-90°С pod ciśnieniem atmosferycznym, co pozwala jedynie na odparowanie części wody. Całkowite usunięcie wody jest możliwe pod próżnią. Metoda ta jest bardzo skuteczna nawet w przypadkach, gdy olej tworzy z wodą trwałą emulsję, którą w inny sposób trudno oddzielić. Utlenianie również nie ma znaczenia w tym procesie, ponieważ w komorze próżniowej nie ma powietrza.

Odwadnianie oleju transformatorowego zeolitem

Inna metoda odwadnianie oleju transformatorowego jest obróbką adsorbcyjną. Wspomnieliśmy powyżej o zastosowaniu żelu krzemionkowego do ochrony oleju. Gdy olej zawiera już dużo wody, stosuje się zeolit ​​(sita molekularne). Adsorbenty te wychwytują duże ilości wody, dlatego można je stosować do odwadniania oleju z dużą ilością wody. Adsorpcję zaleca się dla oleju o wytrzymałości dielektrycznej 10 kV i wyższej. Należy zaznaczyć, że zeolit ​​nie absorbuje substancji węglowodorowych i produktów starzenia. Oznacza to, że regeneracja oleju wymaga innych mediów adsorbujących; zeolit ​​można stosować na etapie obróbki wstępnej regeneracji.

Po nasyceniu zeolit ​​zostaje reaktywowany w celu przywrócenia jego właściwości. Poza tym każda reaktywacja powoduje utratę części adsorbentu. Pod tym względem, odwadnianie oleju transformatorowego z wykorzystaniem ciepła i próżni jest lepszy, ponieważ nie generuje odpadów wymagających utylizacji. Natomiast proces zeolitowy nie wymaga ogrzewania, gdyż proces przebiega wydajnie w temperaturze 15-25°С. Jedno przejście przez jednostkę zeolitową może zwiększyć wytrzymałość dielektryczną oleju do 60 kV (od 10-20 kV), a zawartość wody zmniejsza się o rząd wielkości.

Ogólnie rzecz biorąc, zeolitowa jednostka odwadniania oleju transformatorowego składa się z kolumn adsorbentu (zwykle pracujących równolegle), pompy olejowej, podgrzewacza oleju i filtra. Cząstki stałe są usuwane z oleju za pomocą filtra, następnie podgrzewacz podnosi jego temperaturę i poprzez pompę dostarczany jest do kolumn adsorbentu.

Procesy odwadniania oleju transformatorowego GlobeCore

GlobeCore zawsze stara się oferować klientom szeroką gamę opcji. Posiadamy urządzenia zarówno do zeolitowego odwadniania oleju, jak i do procesu ogrzewania i próżniowego. W pierwszym przypadku możesz użyć jednostki MCU, w tym drugim przypadku oferujemy jednostki typu CMM.

Jednostki MCU oparte są na klasycznej technologii procesu adsorpcji. Aby ułatwić obsługę i skrócić czas przestojów, zeolit ​​można reaktywować poprzez podłączenie urządzenia do Instalacja regeneracji zeolitu BRZ-100.

Jednostki CMM są zaprojektowane dla różnych wydajności (począwszy od 600 litrów/godzinę). Większe i mocniejsze jednostki tego typu, poza podstawową funkcją odgazowywania, odwadniania i filtrowania oleju transformatorowego, mogą również wytwarzać próżnię w transformatorach i napełniać je olejem.

GlobeCore Urządzenia są projektowane i produkowane z uwzględnieniem wszystkich wymagań klienta. Indywidualnie dobieramy części składowe, materiał konstrukcyjny, mobilność jednostki (stacjonarna, na kołach lub na przyczepie), opcje dodatkowe (liczniki cząstek, zdalne sterowanie itp.). Nasi specjaliści są zawsze gotowi zaoferować bezpłatne, wykwalifikowane porady dotyczące oczyszczania i regeneracji oleju transformatorowego w ogóle, a w szczególności odwadniania oleju transformatorowego.