De ce transformatorii imersi în ulei necesită un dispozitiv de respirație | Dingxin

Transformatorii cu ulei trebuie să aibă un rezervor de expansiune pentru a compensa variațiile volumului uleiului izolator în funcție de sarcina și temperatura transformatorului. Când uleiul se încălzește, se dilată; când se răcește, se contractă.

Acest ciclu termic determină schimbul de aer dintre spațiul de aer din interiorul rezervorului de expansiune și atmosferă. În lipsa unui control adecvat al umidității, aerul umed, praful și alte contaminanți pot pătrunde în rezervorul de expansiune și pot afecta starea uleiului izolator.

Un respirator de transformator — denumit, de asemenea, respirator deshidratant sau respirator cu gel de siliciu — usucă și filtrează aerul care pătrunde în rezervorul de expansiune. Funcționează ca o «mască respiratorie uscată» pentru transformator, contribuind la protejarea sistemului izolator și la asigurarea unei funcționări fiabile.

Ce este o Transformator Respirator?

Un respirator de transformator este un accesoriu care se montează, în mod obișnuit, pe spațiul de aer al rezervorului de expansiune al unui transformator cu ulei. Un respirator separat poate fi, de asemenea, instalat pe rezervorul de expansiune al unui reglator de tensiune sub sarcină.

Respiratorul oferă o cale controlată pentru aerul care intră și iese din rezervorul de expansiune. În timpul inhalării, aerul care intră trece printr-un agent desicant – în mod normal gel de silice indicativ – care absoarbe umiditatea înainte ca aerul să ajungă în rezervorul de expansiune.

Respiratoarele deshidratante convenționale conțin, de obicei, o cameră transparentă umplută cu gel de silice și pot include un recipient cu ulei la bază. Documentația producătorilor industriali de respiratoare confirmă faptul că aerul care intră, generat de contracția termică, trece prin gelul de silice, în timp ce o supapă hidraulică poate regla fluxul de aer în ambele sensuri.

De ce „respiră” uleiul transformatorului?

Volumul uleiului transformatorului se modifică odată cu variația temperaturii.

Când temperatura uleiului crește

Pe măsură ce sarcina transformatorului sau temperatura ambientală crește, uleiul izolator se încălzește și se dilată. Creșterea volumului de ulei reduce spațiul ocupat de aer în rezervorul de expansiune, determinând evacuarea aerului prin respirator.

Când temperatura uleiului scade

Când transformatorul se răcește, uleiul se contractă. Spațiul de aer din rezervorul de expansiune crește, atrăgând aerul exterior prin respirator.

Acest proces este adesea descris ca „respirația” transformatorului. Respiratorul nu oprește fluxul de aer. În schimb, controlează și condiționează aerul schimbat cu atmosfera.

De ce este dăunătoră umezeala pentru un transformator?

Sistemul de izolație al unui transformator cu ulei include, în mod normal, atât lichidul izolator, cât și izolația solidă din celuloză. Pătrunderea umezelii în acest sistem poate afecta negativ performanța dielectrică și poate contribui la îmbătrânirea izolației.

Ghidurile IEC tratează performanța dielectrică, îmbătrânirea, stabilitatea și interacțiunea lichid-solid ca fiind considerente funcționale importante pentru lichidele izolatoare ale transformatorilor.

Un respirator corect întreținut ajută la reducerea cantității de umezeală atmosferică care pătrunde prin rezervorul de expansiune. Acest lucru sprijină:

• Performanța dielectrică a uleiului izolator
• Protecția izolației solide a transformatorului
• Condiție de izolare mai stabilă
• Contaminare redusă din aerul umed
• Durată de viață mai lungă a uleiului și a sistemului de izolare
• Funcționare mai fiabilă a transformatorului

Un respirator este doar o parte a gestionării umidității în transformator. De asemenea, trebuie luate în considerare garniturile, etanșările, diafragmele sau balonetele rezervorului, prelucrarea uleiului, calitatea instalării și practicile de întreținere.

Componentele principale ale unui respirator convențional Transformator Respirator

Deși construcția variază în funcție de producător și model, un respirator convențional poate include următoarele componente.

1. Camera transparentă pentru agentul desicant

Camera transparentă din sticlă sau polimer permite personalului de întreținere să observe starea gelului de siliciu fără a demonta respiratorul.

Camera trebuie să rămână curată, intactă și corect etanșată. Crăpăturile, conexiunile slabe sau scurgerile de aer pot permite intrarea aerului netratat, ocolind agentul desicant.

2. Indicarea gelului de silice

Gelul de silice absoarbe umiditatea din aerul care intră. Un agent indicator își schimbă culoarea pe măsură ce desiccantul se saturează.

Culorile inițiale și cele corespunzătoare stării de saturație depind de formularea gelului de silice. De exemplu, unele produse trec de la portocaliu la verde, în timp ce alte tipuri pot folosi combinații diferite de culori. Personalul de întreținere trebuie să urmeze diagrama de culori și instrucțiunile furnizate împreună cu respiratorul specific, nu o regulă universală privind culorile.

3. Filtre și ecrane de reținere

Ecranele sau filtrele mențin particulele de gel de silice în interiorul camerei și contribuie la prevenirea pătrunderii sau blocării pasajului de respirație de către praful desiccantului.

4. Ceașcă cu ulei sau supapă hidraulică

Mulți respiratori convenționali includ o ceașcă inferioară cu ulei. Aceasta creează o etanșare hidraulică, limitează contactul continuu dintre gelul de silice și aerul exterior și poate ajuta la prevenirea pătrunderii prafului și a contaminanților în respirator.

Nivelul uleiului trebuie menținut conform instrucțiunilor producătorului de respiratoare. Prea puțin ulei poate compromite etanșeitatea, iar umplerea incorectă poate restricționa fluxul normal de aer.

5. Tubul de racordare și flanșa

Tubul de racordare leagă respiratorul de spațiul de aer al conservatorului. Tubul, garnitura și flanșa trebuie să rămână etanșe și neobstruate, astfel încât aerul să treacă prin respirator, nu prin puncte de scurgere necontrolate.

Cum funcționează un respirator de transformator?

În timpul inhalării transformatorului, aerul exterior pătrunde prin secțiunea inferioară a respiratorului. În funcție de design, acesta trece prin sigiliul cu ulei sau prin supapa hidraulică, apoi prin gelul de siliciu.

Gelul de siliciu absoarbe vaporii de apă din aerul care intră. Aerul uscat apoi circulă prin tubul de racordare către conservator.

În timpul exhalării, aerul circulă în sens invers și se întoarce în atmosferă prin ansamblul respiratorului. Traseul exact al fluxului de aer și funcționarea supapei depind de designul respiratorului.

Principiul de funcționare poate fi rezumat astfel:

1. Uleiul pentru transformatoare își modifică volumul în funcție de temperatură.
2. Rezervorul de expansiune schimbă aer cu atmosfera.
3. Aerul care intră este dirijat prin dispozitivul de respirație.
4. Gelul de siliciu elimină umiditatea din aer.
5. Sigiliul cu ulei sau supapa ajută la reglarea fluxului de aer și la prevenirea contaminării.
6. Aerul uscat pătrunde în rezervorul de expansiune.

Ce se întâmplă dacă dispozitivul de respirație nu este întreținut?

Un dispozitiv de respirație saturat, care scurge, gol sau blocat nu-și poate îndeplini eficient funcția prevăzută.

Gel de siliciu saturat

Odată ce agentul desicant atinge capacitatea sa de absorbție a umidității, nu mai poate usca eficient aerul care intră. Funcționarea continuă în această stare crește riscul ca aerul umed să pătrundă în rezervorul de dilatare.

Cupă cu ulei goală sau contaminată

Dacă cupa cu sigilare prin ulei este goală, prezintă scurgeri, este murdară sau emulsionată, s-ar putea să nu mai îndeplinească funcția de etanșare și filtrare prevăzută.

Blocarea fluxului de aer

Gel de siliciu pulverulent, praf, ecrane deteriorate sau o conductă de legătură obstrucționată pot restricționa respirația. O cale blocată poate perturba egalizarea normală a presiunii în rezervorul de dilatare și trebuie investigată imediat.

Scăpări de aer

Elemente de fixare slab strânse, garnituri defecte sau camere transparente fisurate pot permite aerului să ocolească gelul de siliciu, permițând astfel pătrunderea aerului atmosferic netratat în rezervorul de dilatare.

Instalare incorectă

Montarea respiratorului înclinat, utilizarea unei cantități incorecte de ulei, lăsarea sigiliilor de transport în locul lor sau conectarea acestuia la o conductă blocată pot împiedica funcționarea corectă.

Lista de verificare pentru inspecția respiratorului transformatorului

Verificarea respiratorului ar trebui să facă parte din programul rutinier de monitorizare a stării transformatorului.

Starea exterioară

Verificați următoarele:

• Respiratorul este montat în mod sigur și vertical.
• Camera transparentă nu este fisurată sau deteriorată.
• Nu este vizibilă nicio scurgere de ulei sau aer.
• Fereastra de inspecție este suficient de curată pentru a observa gelul de silicium.
• Flanșele, racordurile și elementele de fixare rămân sigure.

Starea gelului de silicium

Confirmați că:

• Culoarea gelului de silicium corespunde stării „uscate” specificate de producător.
• Schimbarea de culoare nu a atins limita de înlocuire sau regenerare stabilită de producător.
• Desicantul nu s-a transformat în pulbere, nu este compactat și nu este contaminat.
• Trecerile de aer și ecranele de reținere nu sunt obstrucționate.

Uneori, o schimbare de culoare pe aproximativ jumătate până la două treimi din stratul de desicant este folosită ca declanșator de întreținere pentru unitățile convenționale. Totuși, aceasta nu trebuie să înlocuiască instrucțiunile specifice pentru respiratorul instalat. Formulele de gel de siliciu și culorile indicatoare variază.

Cupă cu sigilare uleioasă

Verificați că:

• Uleiul se află la nivelul specificat.
• Uleiul este curat și fără apă vizibilă sau emulsificare.
• Cupa nu este fisurată sau nu prezintă scurgeri.
• Garnitura și elementele de fixare sunt în stare bună.

Conexiunile și trecerea de aer

Verificați:

• Tubulatura de racordare a conservatorului
• Garnituri de flanșă și racorduri filetate
• Site și canale interne de curgere a aerului
• Semne de înfundare, coroziune sau deteriorare fizică

Starea funcțională

Comportamentul neașteptat al presiunii, formarea anormală de bule, curgerea persistentă a aerului într-un singur sens sau indicații neobișnuite ale conservatorului trebuie investigate conform manualelor transformatorului și ale respiratorului.

Când trebuie înlocuit gelul de siliciu?

Gelul de siliciu trebuie înlocuit sau regenerat atunci când ajunge în starea specificată de producătorul respiratorului.

Frecvența întreținerii depinde de:

• Volumul de ulei al transformatorului
• Capacitatea respiratorului
• Umiditatea ambiantă
• Temperatura ambiantă
• Încărcarea transformatorului
• Variația temperaturii uleiului
• Frecvența ciclurilor termice
• Starea conservatorului și a etanșărilor

Datele furnizorului arată că aceste variabile influențează direct dimensionarea respiratorului și intervalele de întreținere. Prin urmare, inspecția bazată pe stare este, în general, mai fiabilă decât utilizarea aceluiași program de înlocuire pentru fiecare transformator.

Unele geluri de silică convenționale pot fi regenerate prin încălzire controlată, dar temperatura permisă și procedura depind de produs. Desicantul contaminat sau cel care s-a pulverizat grav nu trebuie reutilizat automat.

Există, de asemenea, respiratoare autoregenerabile. Aceste dispozitive usucă automat gelul de silică și monitorizează ciclurile de respirație, reducând necesitatea înlocuirii manuale a desicantului.

Cerințe importante de siguranță

Întreținerea respiratorului transformatorului trebuie efectuată exclusiv de personal calificat, în conformitate cu procedurile de siguranță aprobate ale locației.

Înainte de demontarea, deschiderea sau întreținerea unui respirator:

• Urmați instrucțiunile producătorului transformatorului.
• Confirmați dacă transformatorul trebuie deconectat sau izolat.
• Preveniți funcționarea neintenționată sau eliberarea necontrolată a presiunii.
• Utilizați echipamente individuale de protecție adecvate.
• Luați în considerare pericolele legate de uleiul fierbinte, de natură electrică și cele asociate lucrului la înălțime.
• Protejați deschiderea rezervorului de contaminarea atmosferică.
• Nu lăsați tubul de respirație deschis mai mult decât este necesar.
• Utilizați exclusiv desicantul, uleiul, garniturile și piesele de schimb omologate.

Instrucțiunile de funcționare pentru accesorii transformatorului avertizează personalul să deconecteze echipamentele asociate și să prevină reconectarea acestora înainte de întreținerea electrică.

De ce este importantă întreținerea dispozitivului de respirație

Un respirator de transformator este un accesoriu relativ mic, dar îndeplinește o funcție importantă de protecție. Prin uscarea aerului care intră și prin menținerea contaminanților în afara rezervorului, acesta sprijină starea uleiului izolator și a întregului sistem de izolare al transformatorului.

În termeni simpli, respiratorul este „mască de respirație uscată” a transformatorului:

• Permite rezervorului să schimbe aerul.
• Elimină umiditatea din aerul care intră.
• Ajută la filtrarea prafului și a contaminanților.
• Sprijină egalizarea presiunii.
• Ajută la protejarea uleiului izolator.
• Reduce riscurile evitabile de întreținere.

Inspectarea periodică a gelului de silicium, a cupei cu ulei, a etanșărilor și a traseului de curgere a aerului este, așadar, o componentă esențială a întreținerii transformatorilor cu ulei.

Soluții pentru transformatori de la Dingxin Electric

Dingxin Electric produce transformatori personalizați cu ulei pentru distribuție și pentru alimentare, destinați proiectelor din domeniul serviciilor publice, industrial, al energiei regenerabile, comercial și infrastructurale.

Capacitatea transformatorului, raportul de tensiune, frecvența, grupul vectorial, impedanța, domeniul de reglare prin prize, metoda de răcire, accesorii și funcțiile de monitorizare pot fi configurate conform specificațiilor tehnice ale clientului.

Pentru informații privind selecția sau întreținerea transformatorilor, contactați Dingxin Electric furnizând capacitatea necesară, tensiunile primară și secundară, frecvența, mediul de instalare și standardul aplicabil.