Varför oljeimmenserade transformatorer behöver en andningsapparat | Dingxin

Olivätsfyllda transformatorer som är utrustade med en expansionskärl måste kunna ta upp förändringar i isoleroljans volym när transformatorns belastning och temperatur varierar. När oljan blir varmare expanderar den; när den svalnar drar den ihop sig.

Denna termiska cykel gör att luftutrymmet inuti expansionskärlet utbyter luft med omgivningen. Utan lämplig fuktkontroll kan fuktig luft, damm och andra föroreningar tränga in i expansionskärlet och påverka isoleroljans tillstånd.

En transformatorandningsfilter – även kallad avfuktande andningsfilter eller kiselsöldandningsfilter – torkar och filtrerar luften som strömmar in i expansionskärlet. Den fungerar som en "torr andningsmask" för transformatorn och hjälper till att skydda det isolerande systemet samt stödja tillförlitlig drift.

Vad är en Transformator Andningsfilter?

Ett transformatorandningsfilter är ett tillbehör som normalt ansluts till luftutrymmet i expansionskärlet på en oljevätsfylld transformator. Ett separat andningsfilter kan också installeras på expansionskärlet för en laststegreglerare.

Andningsventilen tillhandahåller en reglerad väg för luft som rör sig in i och ut ur expansionskärnet. Vid inandning passerar den inkommande luften ett fuktavlämnande medel – vanligtvis indikerande kiselsilika – som absorberar fukt innan luften når expansionskärnet.

Konventionella fuktavlämnande andningsventiler innehåller oftast en genomskinlig kammare fylld med kiselsilika och kan även inkludera en oljetätningskopp i botten. Dokumentation från tillverkare av industriella andningsventiler bekräftar att den inkommande luften, som skapas av termisk kontraktion, passerar genom kiselsilikan, medan en hydraulisk ventil kan reglera luftflödet i båda riktningarna.

Varför ”andas” transformatorolja?

Transformatorolja ändrar volym när dess temperatur ändras.

När oljans temperatur stiger

När transformatorns last eller omgivningstemperaturen ökar blir isoleringsoljan varmare och expanderar. Den ökande oljevolymen minskar luftutrymmet i expansionskärnet, vilket gör att luft pressas ut genom andningsventilen.

När oljans temperatur sjunker

När transformatorn svalnar drar oljan ihop sig. Luftutrymmet i expansionskärnet ökar, vilket suger in utomhusluft genom andningsapparaten.

Denna process beskrivs ofta som transformatorns »andning«. Andningsapparaten hindrar inte luftflödet, utan reglerar och konditionerar den luft som utbyts med atmosfären.

Varför är fukt skadlig för en transformator?

Isolationssystemet i en oljeimmenserad transformator inkluderar normalt både isolerande vätska och fast cellulosaisolering. Fukt som tränger in i detta system kan påverka dielektrisk prestanda negativt och bidra till åldrande av isolationen.

IEC:s riktlinjer behandlar dielektrisk prestanda, åldrande, stabilitet och vätska-fast-interaktion som viktiga funktionella aspekter för transformatorers isolerande vätskor.

En korrekt underhållen andningsapparat minskar mängden atmosfärisk fukt som tränger in genom expansionskärnet. Detta stödjer:

• Dielektrisk prestanda hos isolerande olja
• Skydd av transformatorns fasta isolation
• Stabilare isolationsförhållanden
• Minskad förorening från fuktig luft
• Längre livslängd för oljan och isoleringssystemet
• Mer pålitlig transformatorverkning

En andningsapparat är endast en del av fukthanteringen för transformatorer. Tätningar, packningar, expansionskärlsdiaphragm eller blåsor, oljebearbetning, installationskvalitet och underhållsrutiner måste också beaktas.

Huvudkomponenter i en konventionell andningsapparat Transformator Andningspipa

Även om konstruktionen varierar mellan tillverkare och modeller kan en konventionell andningsapparat innehålla följande komponenter.

1. Genomskinlig fuktabsorberande kammare

Den genomskinliga glas- eller polymerkammaren gör det möjligt för underhållspersonal att kontrollera kiselsilikagelens tillstånd utan att demontera andningsapparaten.

Kammaren bör förbli ren, hel och korrekt tätad. Sprickor, lösa anslutningar eller luftläckage kan tillåta outfiltrad luft att passera förbi fuktabsorberande mediet.

2. Indikering av kiselsol

Kiselsol absorberar fukt från inkommande luft. Ett indikerande medel ändrar färg när torkmedlet blir mättat.

Den ursprungliga och den mättade färgen beror på kiselsolens sammansättning. Till exempel ändrar vissa produkter färg från orange till grön, medan andra typer kan använda olika färgkombinationer. Underhållspersonal måste följa färgdiagrammet och anvisningarna som levererats med den specifika andningsanordningen i stället för att lita på en universell färgregel.

3. Filter och hållskärmar

Skärmar eller filter håller kiselsolpartiklarna inne i kammaren och hjälper till att förhindra att torkmedelsdammet kommer in i eller blockerar andningspassagen.

4. Oljeskål eller hydraulisk ventil

Många konventionella andningsanordningar inkluderar en nedre oljeskål. Den skapar en hydraulisk tätning, begränsar kontinuerlig kontakt mellan kiselsolen och utomhusluften och kan hjälpa till att förhindra att damm och föroreningar kommer in i andningsanordningen.

Oljefyllnaden måste hållas på den nivå som anges i tillverkarens instruktioner för andningsanordningen. För lite olja kan påverka tätheten negativt, medan felaktig fyllning kan begränsa normal luftcirkulation.

5. Anslutningsrör och fläns

Anslutningsröret kopplar andningsanordningen till konservatorns luftutrymme. Röret, packningen och flänsen måste förbli täta och obegränsade så att luften passerar genom andningsanordningen istället för genom en okontrollerad läcka.

Hur fungerar en transformatorns andningsanordning?

Under transformatorns inandning kommer utomhusluft in genom den nedre delen av andningsanordningen. Beroende på konstruktionen passerar luften antingen genom oljesegeln eller den hydrauliska ventilen och sedan genom kiselsilikagel.

Kiselsilikagelen absorberar vattenånga från den inkommande luften. Den torrare luften fortsätter sedan genom anslutningsröret in i konservatorn.

Under utandning strömmar luften åt motsatt riktning och återvänder till atmosfären genom andningsanordningens montering. Den exakta luftströmsvägen och ventilenhetens funktion beror på andningsanordningens konstruktion.

Driftprincipen kan sammanfattas enligt följande:

1. Transformatorolja ändrar volym med temperaturen.
2. Utjämningsbehållaren utbyter luft med atmosfären.
3. Inkommande luft ledes genom andningsanordningen.
4. Kiselgel avlägsnar fukt från luften.
5. Oljeslängen eller ventilen hjälper till att reglera luftflöde och förhindra föroreningar.
6. Torkad luft kommer in i utjämningsbehållaren.

Vad händer om andningsanordningen inte underhålls?

En mättad, läckande, tom eller blockerad andningsanordning kan inte utföra sin avsedda funktion effektivt.

Mättad kiselgel

När fuktavfuktaren når sin fuktkapacitet kan den inte längre torka inkommande luft effektivt. Fortsatt drift i detta tillfälle ökar risken för att fuktig luft kommer in i konserveratoren.

Tomt eller förorenat oljekärl

Om oljesegelkärlet är tomt, läcker, smutsigt eller emulgerat kan det inte längre utföra den avsedda seglings- och filtreringsfunktionen.

Hinderad luftflöde

Maldad kiselgel, smuts, skadade nät eller en blockerad anslutningsrör kan begränsa andningen. En blockerad väg kan störa normal tryckutjämnning i konserveratoren och bör undersökas omedelbart.

Luftläckage

Lösa kopplingar, defekta packningar eller spruckna genomskinliga kammrar kan låta luft passera kiselsilikagelen, vilket gör att outförd atmosfärsluft kan komma in i konserveratoren.

Felaktig montering

Att installera andningsapparaten i snedställning, använda fel mängd olja, lämna transportsäkerheter på plats eller ansluta den till ett blockerat rör kan förhindra korrekt funktion.

Transformatorns andningsapparat – kontrolllista

Inspektion av andningsanordningen bör ingå i transformatorns rutinmässiga tillståndsovervakningsprogram.

Yttre tillstånd

Kontrollera att:

• Andningsanordningen är monterad säkert och vertikalt.
• Den genomskinliga kammaren är inte spricka eller skadad.
• Ingen olje- eller luftläcka är synlig.
• Inspektionsfönstret är tillräckligt rent för att kunna observera kiselsiliken.
• Flänsar, fästdelar och skruvar är fortfarande säkra.

Kiselsiliktillstånd

Bekräfta att:

• Kiselsilikens färg motsvarar tillverkarens "torra" tillstånd.
• Färgförändringen har inte nått tillverkarens gräns för utbyte eller regenerering.
• Torkmedlet har inte blivit pulverformigt, sammanpressat eller förorenat.
• Luftpassager och hållnät är inte blockerade.

En färgförändring över ungefär hälften till två tredjedelar av torkmedelsbädden används ibland som underhållsutlösare för konventionella enheter. Detta får dock inte ersätta anvisningarna för den installerade andningsanordningen. Kiselgelformuleringar och indikerande färger varierar.

Oljeslutskål

Kontrollera att:

• Oljenivån är på den angivna nivån.
• Oljan är ren och fri från synligt vatten eller emulgering.
• Skålen är inte spricka eller läcker.
• Tätningen och fästdon är i gott skick.

Anslutningar och andningspassage

Inspektera:

• Konservatorns anslutningsrör
• Flänspackningar och gängade anslutningar
• Filter och interna luftflödespassager
• Tecken på blockering, korrosion eller fysisk skada

Funktionellt skick

Oväntat tryckbeteende, ovanlig bubbling, beständig enriktad luftströmning eller ovanliga indikationer från konservatorn ska undersökas enligt transformatorns och andningsapparatens bruksanvisningar.

När ska kiselsjalen bytas ut?

Kiselsjalen ska bytas ut eller regenereras när den når det tillfälle som anges av andningsapparatens tillverkare.

Underhållsfrekvensen beror på:

• Transformatoroljans volym
• Andningsapparatens kapacitet
• Luftfuktighet
• Omgivningstemperatur
• Transformatorbelastning
• Oljetemperaturvariation
• Frekvensen av termiska cykler
• Tillståndet för expansionskärl och tätningsdelar

Tillverkarens data visar att dessa variabler direkt påverkar andningsfilterdimensionering och underhållsintervall. Därför är tillståndsorienterad inspektion i allmänhet mer tillförlitlig än att använda samma utbytesplan för varje transformator.

Vissa konventionella kiselsilika kan återställas genom kontrollerad uppvärmning, men tillåten temperatur och procedur beror på produkten. Förorenad eller kraftigt pulveriserad fuktabsorbent får inte automatiskt återanvändas.

Självåterställande andningsfilter finns också tillgängliga. Dessa enheter torkar automatiskt kiselsilikan och övervakar andningscykler, vilket minskar kraven på manuell utbyte av fuktabsorbent.

Viktiga säkerhetskrav

Underhåll av transformatorandningsfilter måste utföras av kvalificerad personal enligt platsens godkända säkerhetsförfaranden.

Innan ett andningsfilter tas bort, öppnas eller underhålls:

• Följ transformatorns tillverkares instruktioner.
• Bekräfta om transformatorn måste avslås eller isoleras.
• Förhindra oavsiktlig drift eller tryckfrigöring.
• Använd lämplig personlig skyddsutrustning.
• Ta hänsyn till faror med varm olja, elektricitet och arbete i höjd.
• Skydda konservatorns öppning mot atmosfärisk förorening.
• Lämna inte andningsröret öppet längre än nödvändigt.
• Använd endast godkänd fuktabsorberande medel, olja, tätningsmaterial och reservdelar.

Driftinstruktioner för transformatorns tillbehör varnar personalen om att avslå kopplad utrustning och förhindra återanslutning innan elektrisk underhåll utförs.

Varför andningsfilters underhåll är viktigt

En transformatorandningsfilter är en relativt liten tillbehör, men utför en viktig skyddsfunktion. Genom att torka inkommande luft och hjälpa till att hålla utländskt material borta från expansionskärnet stödjer den tillståndet hos isoleroljan och transformatorns totala isoleringssystem.

I enkla ord är andningsfiltret transformatorns torra andningsmask:

• Det tillåter att expansionskärnet byter luft.
• Det tar bort fukt från inkommande luft.
• Det hjälper till att filtrera damm och föroreningar.
• Det stödjer tryckutjämnning.
• Det hjälper till att skydda isoleroljan.
• Det minskar undvikbara underhållsrisken.

Regelbunden inspektion av kiselsilika, oljekoppen, tätningsmaterialen och luftflödesvägen är därför en nödvändig del av underhållet av oljeimmenserade transformatorer.

Transformatorlösningar från Dingxin Electric

Dingxin Electric tillverkar anpassade oljeimmenserade distributions- och krafttransformatorer för elnät, industri, förnybar energi, kommersiella projekt och infrastrukturprojekt.

Transformatorns kapacitet, spänningsförhållande, frekvens, vektorgrupp, impedans, tapprange, kylmetod, tillbehör och övervakningsfunktioner kan konfigureras enligt kundens tekniska specifikation.

Kontakta Dingxin Electric för information om transformatorval eller underhåll, med angiven kapacitet, primär- och sekundärspänning, frekvens, installationsmiljö och tillämplig standard.