Odwodnienie oleju transformatorowego

W tym artykule opiszemy proces odwodnienie oleju transformatorowego. Przeczytasz o szkodliwości wilgoci w oleju izolacyjnym, jakie rodzaje wilgoci mogą się w niej znajdować i poznasz najskuteczniejsze metody jej usuwania.

Obowiązujące normy badania oleju transformatorowego regulują podstawowe parametry i właściwości cieczy, takie jak kolor oleju transformatorowego, który w przypadku nowego, nieużywanego oleju jest jasnożółty. Z biegiem czasu zmienia się kolor, co oznacza, że ​​jakość i właściwości oleju ulegają pogorszeniu. Wymagane jest również badanie kwasowości oleju transformatorowego, pomiar zawartości wilgoci, badanie wytrzymałości dielektrycznej i współczynnika rozproszenia.

Każdy z parametrów ulega degradacji z biegiem czasu w przypadku eksploatacji transformatora na skutek dużych obciążeń eksploatacyjnych (wysoka temperatura, duże natężenie pola elektromagnetycznego itp.) oraz obecności zanieczyszczeń takich jak woda, gaz, cząstki stałe, osady itp. Pytanie jest: jak przywrócić właściwości dobremu olejowi transformatorowemu?

Niebezpieczeństwo wody

Woda w oleju transformatorowym powoduje szereg niepożądanych konsekwencji:

• – obniżona wytrzymałość dielektryczna i stabilność wyładowań niezupełnych;
• – intensywne starzenie się izolacji papierowych;
• – przyspieszenie utleniania oleju;
• – zwiększone tworzenie się węgla pod wpływem łuku elektrycznego;
• – zwiększona korozja metalowych części transformatora spowodowana olejem;
• – zmniejszona płynność oleju w wyższych temperaturach.

Można tego uniknąć poprzez planową kontrolę zawartości wilgoci i odwodnienie oleju transformatorowego.

Jak woda dostaje się do oleju transformatorowego

Woda może dostać się do oleju na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest atmosfera. Druga to woda z izolacji celulozowej i olej powstający w wyniku procesów starzenia. Jeśli transformator będzie stale pracował pod pełnym obciążeniem, jego układ izolacyjny zestarzeje się za około 20-30 lat. W tym czasie aż 0,5-0,75% masy izolacji zostanie uwolnione w postaci wody.

Woda w oleju transformatorowym może występować w jednej z następujących postaci:

• woda opadła na dno zbiornika chłodzącego (woda wolna). Nie wpływa to na wytrzymałość dielektryczną, ale nadal jest niepożądane, ponieważ oznacza, że ​​w oleju znajduje się również rozpuszczona woda;
• rozpuszczona woda znacznie zmniejsza wytrzymałość dielektryczną oleju (zwykle przedostaje się do oleju z atmosfery);
• – woda związana jest jednym z pierwszych objawów starzenia się oleju, będącym jednym z efektów jego utleniania. W podwyższonych temperaturach spowodowanych nagrzewaniem transformatora związana woda zamienia się w parę;
• woda emulgowana to mieszanina oleju transformatorowego z submikroskopijnymi kropelkami wody, których nie można oddzielić od oleju poprzez ogrzewanie, osadzanie lub filtrację.

Odwodnienie oleju transformatorowego musi obniżyć stężenie wody do poziomu umożliwiającego dalsze użytkowanie płynu dielektrycznego i przywrócić wytrzymałość dielektryczną oleju do wymaganych parametrów użytkowych.

Badanie wilgotności oleju transformatorowego

Badanie oleju transformatorowego przeprowadza się zarówno dla produktu nowego jak i dla oleju regenerowanego. Zawartość wody jest częścią badania w obu przypadkach.

Znajomość ilości wody w oleju jest wskaźnikiem jego jakości i dostarcza informacji o przyczynach pogorszenia wytrzymałości dielektrycznej oleju i izolacji stałej.

Najwyższe dopuszczalne stężenie wody w oleju transformatorowym zależy od rodzaju urządzenia; średnio dozwolone jest nie więcej niż 10–20 ppm (gramów na tonę). Wykrycie tak małej ilości wody nie jest proste, a metody stosowane do badania muszą być bardzo precyzyjne i czułe. Wyższe stężenia wody mogą spowodować awarię transformatora, tzw odwodnienie oleju transformatorowego jest środkiem obowiązkowym.

Do najpowszechniejszych metod pomiaru ilości wody w oleju transformatorowym należą:

• filtracja KF;
• chromatografia gazowa;
• spekrtometria masy;
• metoda wodorkowa;
• spektroskopia fotoakustyczna.

Odwadnianie oleju transformatorowego – podstawowe metody

Wcześniej najczęściej odwodnienie oleju transformatorowego procesami były wirowanie i filtracja. W pierwszym przypadku siła odśrodkowa rozdziela przetworzone media na kilka warstw. Wirówki mogą usuwać tylko wodę zemulgowaną. To nie wystarczy, dlatego proces ten zwykle stosuje się jedynie jako wstępny etap oczyszczania oleju. Poza tym wirówki są dość energochłonne.

Przepuszczanie oleju przez prasy filtracyjne ma również swoje ograniczenia, a zwłaszcza niską prędkość przerobu, konieczność częstej wymiany mediów filtracyjnych oraz kontakt oleju z powietrzem, który powoduje utlenianie.

Zastosowanie zespołów sorbentów zeolitowych znacząco poprawia wytrzymałość dielektryczną oleju i jego jakość odwodnienie oleju transformatorowego. GlobeCore jest producentem MCU jednostki zeolitowe typu, przeznaczone do różnych szybkości przerobu. Urządzenie to odwadnia olej przepuszczając go przez sita molekularne we wkładach sorbentu wypełnionych granulowanym zeolitem.

Zastosowanie zeolitu do odwadniania oleju transformatorowego udowodniło swoją wysoką skuteczność. Tylko jeden cykl pracy jednostki MCU może poprawić wytrzymałość dielektryczną oleju transformatorowego z 8-10 do 50 kV.

Kolejna skuteczna metoda odwodnienie oleju transformatorowego wymaga wysokiej temperatury i próżni. Najpierw podgrzewa się olej; gorący olej przechodzi do komory próżniowej. Łączne działanie temperatury i podciśnienia powoduje intensywną emisję wody i gazów z oleju, które rozprzestrzeniają się w postaci cienkiej warstwy na powierzchniach wewnątrz komory próżniowej. Do odwadniania oleju transformatorowego w GlobeCore stosuje się zasadę ciepła i próżni Jednostki CMM. Tego typu sprzęt jest bardziej wydajny i niezawodny niż wirówki. Poza tym zużywa 3-4 razy mniej energii elektrycznej.