Gas Pressure Control Components

Después del primer mes de funcionamiento, y luego anualmente, se debe llevar a cabo la inspección de los dispositivos de control de la presión del gas. Normalmente, se instala un sistema ajustable de control de presión de gas inerte de tres componentes que mantiene la presión de gas en el tanque en el rango de 0.5 a 5 psi. También se proporciona una válvula de seguridad que expulsa el gas a la atmósfera si su presión excede el valor establecido para la válvula, por lo general de 5 a 8 psi.

ATENCION:

La descripción de los dispositivos a continuación está relacionada con un equipo de ajuste de presión de tres componentes típico que suministra un gas inerte al transformador. Su dispositivo puede ser diferente, consulte las instrucciones de funcionamiento de su transformador.

Sensor de alta presión – El sensor de alta presión se instala entre el cilindro de nitrógeno y el regulador de alta presión, que muestra la presión en el cilindro. Cuando el cilindro está lleno, el sensor mostrará aproximadamente 2400 psi. Típicamente, el sensor está equipado con una alarma de baja presión que se activa cuando la presión en el cilindro baja (alrededor de 500 psi). Sin embargo, el gas continúa fluyendo, y el equipo de regulación continuará trabajando hasta que el cilindro se vacíe. La Figura 37 ilustra las siguientes descripciones.

Regulador de alta presión – El regulador de alta presión tiene dos etapas. La entrada de la primera etapa está conectada al cilindro, y la salida de la primera etapa del interior está conectada a la entrada de la segunda etapa. Por lo tanto, la presión a la salida de la segunda etapa permanece constante. La presión en la primera etapa puede regularse mediante una palanca manual; La presión puede ajustarse desde la presión máxima en el cilindro (2400 psi, cuando el cilindro está completamente cargado) hasta cero.

Regulador de baja presión – El regulador de baja presión es la tercera etapa. Controla la presión y el suministro de gas al espacio superior de aceite del transformador. La entrada de este controlador está conectada a la salida de la segunda etapa (aproximadamente 10 psi). Este regulador generalmente se instala el fabricante para que suministre presión al transformador de aproximadamente 0,5 psi, y no se requieren ajustes adicionales. Si es necesario instalar otra presión, el regulador se puede ajustar apretando el resorte en el diafragma de la válvula. Esta presión se establece tan baja porque la expansión y contracción del aceite en el transformador causa grandes fluctuaciones de presión. El propósito del suministro de gas es compensar las pequeñas fugas a través de las juntas del tanque, etc. para evitar la entrada de aire. Como regla general, en el regulador se instala la válvula de liberación de resorte para liberar alta presión, con un ajuste de fabricante de 8 psi. La válvula se cierra cuando la presión cae por debajo del valor establecido, lo que evita una mayor pérdida de gas.

Válvula bypass(de derivación) – válvula bypass abre la linea de derivacion sin pasar por el regulador de baja presión, y permite que la segunda etapa del regulador de alta presión suministra gas directamente al transformador. El propósito de esta unidad es un llenado / barrido  mucho más rápido del espacio de gas durante la primera instalación o cuando el tanque del transformador necesita ser rellenado después de la deshermetizacion para su inspección.

ATENCION:

Durante el funcionamiento normal, la válvula bypass debe estar cerrada o la presión en el tanque será demasiado alta.

Bandeja de aceite – La bandeja está ubicada en la parte inferior del sistema de control de presión entre el regulador de baja presión y la válvula de cierre C. En la bandeja, se acumula aceite y / o humedad, que puede condensarse en la línea de suministro de baja presión. Antes de poner el sistema en funcionamiento, es necesario quitar el tapón de drenaje de la bandeja y repita esto cada año para drenar los desechos de aceite en la línea. Esta bandeja y la tubería estarán bajo la misma presión que el espacio de gas en la parte superior del transformador. La bandeja siempre debe estar bajo presión segura (no más de 10 psi), por lo que es posible quitar el tapón de drenaje, soplar la línea y soplar el aceite. Sin embargo, se debe siempre verificar la presión en el manómetro en el espacio de gas del transformador o el manómetro de baja presión en el sistema de nitrógeno antes de retirar el tapón de drenaje.

Válvulas de cierre –  las válvulas de cierre están ubicadas en la parte superior del armario con el fin de aislar el tanque del transformador para su transporte o mantenimiento. Estas válvulas generalmente tienen dos asientos y deben estar completamente abiertas hasta que se detengan para evitar fugas de gas cerca del vástago. También se instala una válvula de cierre, que bloquea el flujo de nitrógeno en el tanque del transformador. Esta válvula debe estar cerrada antes de reemplazar los cilindros.

Válvula para muestreo y purga  – esta válvula generalmente se encuentra en la parte superior derecha del armario nitrógeno. Por lo general, está equipado con un accesorio para la manga, el segundo lado está conectado directamente sobre el espacio de aceite con tubos de cobre. Esta válvula se abre al soplar sobre el espacio de aceite durante la instalación o para rellenar; Sale del aire cuando el espacio de gas está lleno de nitrógeno. Esta válvula también está abierta para tomar muestras de gas para su análisis. Cuando se toman muestras, la línea debe estar bien purgada para que el gas provenga de debajo del espacio de aceite y no de la tubería. Esta válvula debe estar bien cerrada durante el funcionamiento normal para evitar fugas.

Tanque de expansión no hermético – En esta construcción, se usa un recipiente de expansión sobre el transformador para que el tanque principal esté completamente lleno de aceite (Figura 38). La expansión del aceite y el intercambio de aire con la atmósfera tiene lugar lejos del aceite en el transformador. Esta construcción reduce la contaminación por oxígeno y humedad, ya que solo una pequeña parte del aceite se mueve entre el tanque principal y de expansión. En el tanque de expansión, todavía hay un límite entre el aceite y el aire. Con el tiempo, el aceite en el tanque de expansión se reemplaza por aceite del tanque principal, y el oxígeno y otras impurezas caen dentro del aislamiento.

Figure 38 – Free Breathing Conservator Gas Pressure Control

Control de presión de gas

Si tiene un transformador de este tipo, se recomienda instalar un tanque de expansión con capacidad elástica o diafragma (descrito a continuación) o modificar el tanque de expansión existente. Además, se debe instalar un filtro secador.

Tanque de expansión con contenedor elástico o diafragma – Dicho tanque (Figura 39) es similar al diseño de la Figura 38 con el contenedor elástico de aire adicional o el diafragma plano en el tanque de expansión. El contenedor o diafragma elástico se contrae y se expande con el aceite y lo aísla de la atmósfera. La parte interna del contenedor elástico o la superficie superior del diafragma está abierta a la presión atmosférica a través de un filtro secador. A medida que el aceite se expande o contrae y cambia la presión atmosférica, el contenedor o diafragma «inhala» y «exhala» el aire. Al mismo tiempo, el aire y el aceite del transformador están prácticamente a la presión atmosférica. Al mismo tiempo, el aire y el aceite del transformador están prácticamente a la presión atmosférica. El sensor de nivel de aceite en el tanque de expansión es generalmente de tipo magnético, como los sensores mencionados anteriormente, excepto que el flotador se coloca cerca del centro de la superficie inferior del contenedor elástico. Si el diafragma está instalado, entonces la palanca del indicador de nivel se encuentra en su superficie. El filtro secador debe inspeccionar periódicamente y cambiar el sorbente en él, cuando aproximadamente un tercio del material cambia de color.

Figure 39 – Conservator with Bladder

NOTA:

Si las tuberías entre el deshumidificador y el tanque de expansión son demasiado pequeñas, si la entrada de aire en el deshumidificador es demasiado pequeña o si las tuberías están parcialmente bloqueadas, en el transformador puede surgir la rarefacción. El contenedor elástico no puede llenarse con suficiente rapidez si el nivel de aceite disminuye cuando la temperatura reduce bruscamente. El tamaño de tubería mínimo recomendado es de ¾ a 1 pulgada. Este problema es particularmente grave en los transformadores, que a menudo se encienden y apagan, y que se encuentran en regiones geográficas con fluctuaciones de temperatura significativas. Esta situación puede causar la formación de burbujas en el aceite e incluso conducir a la activación de detectores de gas, por ejemplo, el relé de Buchholz y / o el relé de gas del expansor. Este vacío también puede aspirar aire a través de juntas que no son lo suficientemente densas o destruidas (lo que también puede causar burbujas) [4].

Inspección del expansor – Examen del expansor: si los gases atmosféricos (nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono) y, posiblemente, la humedad, muestran un aumento brusco de DGA, esto podría significar una fuga en el diafragma o en el contenedor elástico del expansor. Con el transformador apagado y desenchufado, abra el orificio de inspección en la parte superior del expansor y mire adentro con la linterna. En caso de una fuga, el aceite será visible en el diafragma o en el contenedor. Cierre el expansor y reemplace el contenedor o diafragma tan pronto como sea posible programando desconexión. Si no hay gas dentro del relé Buchholz, el transformador se puede volver a encender después de que el aire salga del relé de gas del expansor. Realice inmediatamente DGA para verificar si hay oxígeno (O2), N2 y humedad. El transformador se puede utilizar antes de instalar un nuevo contenedor flexible, observando cuidadosamente las lecturas DGA. Se recomienda realizar DGA cada tres meses antes de instalar un nuevo contenedor. Después de instalar el contenedor, puede ser necesario desgasificar el aceite si la concentración de O2 excede las 10,000 ppm. Además, debe monitorear cuidadosamente el nivel de humedad de la DGA, para que esté por debajo de los valores recomendados para un determinado de tensión de transformador. A menudo es necesario verificar el sorbente en el deshumidificador; No permita que más de ⅔ sorbente cambie de color. Se deben hacer todos los esfuerzos posibles para mantener la concentración de oxígeno por debajo de 2000 ppm y el contenido de humedad lo más bajo posible.

Inspección del dispositivo respiratorio del expansor – Verifique el nivel correcto de aceite en el deshumidificador si él tiene un obturador de aceite. Verifique el color del sorbente y cámbielo cuando aproximadamente ⅓ todavía tenga el color correcto. La Figura 40 muestra un deshumidificador moderno con un obturador de aceite.

Preste atención al color rosado del sorbente a continuación, y al color azul desde arriba, lo que significa que esa parte está saturada de agua.

También tenga en cuenta que el aceite se puede ver a aproximadamente una pulgada por debajo. En muchos casos, este aceite es transparente y el nivel de aceite es difícil de notar.

Normalmente, hay una línea delgada en la parte inferior del deshumidificador en el cristal, que indica dónde debe estar el nivel de aceite. Compare el nivel de aceite con la línea y agregue aceite si es necesario. Preste atención a un tubo de 1¼ pulgadas que conecta el deshumidificador con el expansor. Un tubo fino (½ in. Y aproximadamente) no es lo suficientemente grande como para permitir que el aire pasa rápidamente cuando el transformador se apaga en invierno. El transformador puede enfriarse tan rápido que el vacío creado por la compresión del aceite puede perforar el contenedor elástico. En este caso, el contenedor falla, y el expansor se aspira el aire, creando una gran burbuja.

Relé de gas del expansor – El relé de gas del expansor (no instalado en el expansor con diafragmas) (Figura 41) se encuentra en la parte superior del expansor y detecta las burbujas de gas en el aceite. El relé también sirve como reservo para el relé de Buchholz. Si el relé de Buchholz se desborda con gas y no se dispara o se apaga, el gas evita el relé y se eleva al expansor y al relé de gas del expansor. Por supuesto, estos gases serán visibles en los resultados de DGA. Sin embargo, DGA generalmente se realiza una vez al año, y el problema puede permanecer sin detectarse antes de que se active la alarma. La Figura 42 muestra el relé moderno. En las instrucciones para su transformador debe haber una descripción detallada, ya que cada fabricante tiene su propio diseño. El contenedor elástico no puede ser completamente impermeable, y aún algo de aire entra al aceite.

Figure 40 – Conservator Breather

Figura 40 – Dispositivo de respiración del expanso

Figure 41 – Photograph of a Bladder

Figura 41 – Foto del relé de gas del expansor

Figure 42 – Bladder Failure Relay

Figura 42 – Relé de gas del expansor

Si aparece una abertura en el contenedor elástico a través del cual el aire entra al aceite, esto se detectará por medio de un relé. Cuando el aire sube y baja en el relé, el aceite se desplaza y el flotador cae, incluyendo la alarma. El dispositivo es similar a la cámara superior del relé de Buchholz, porque está lleno de aceite y equipado con un sensor de flotador.

Cada 3-5 años, generalmente durante la medición del coeficiente de transformación, o si se ha disparado la alarma del relé de gas del expansor (si el expansor tiene un diafragma), se debe apagar el transformador y verificar el gas del relé de Buchholz, como se describe en la Sección 4.7.

Abra el orificio del expansor y mire adentro con una linterna.

Ventile el aire / gas del expansor a través de la válvula de drenaje en la parte superior del expansor. Si el transformador es nuevo y solo funciona durante unos meses, es probable que el problema se deba a la liberación de aire. En el transformador apagado, abra el orificio de inspección en la parte superior del expansor y mire dentro del contenedor elástico con una linterna. Si hay aceite adentro, hay una fuga, debe pedir e instalar uno nuevo.

ATENCIÓN:

Nunca abra la válvula del relé de gas del expansor si no tiene un equipo de vacío o un compresor. El aceite caerá dentro del relé y el expansor y aspira el aire desde el exterior. Tendrá que volver a poner en funcionamiento el relé, apagar las válvulas de relé y llenar el contenedor elástico, o generar el vacío al relé. En las instrucciones para el transformador debe haber una descripción detallada.

ATENCIÓN:

Cuando el transformador, el relé y el contenedor elástico son nuevos, algo de aire o gas usualmente permanece en el transformador y las tuberías, y tomará un tiempo para elevar y operar el relevador. No supone, que el contenedor está fuera de servicio si la señal se activa dentro de los 2 – 3 meses posteriores a la puesta en marcha. Si esto ocurre, deberá volver a poner en marcha el relé utilizando presión o vacío. En las instrucciones para su transformador, puede obtener un manual actual. Si en el futuro la alarma no funciona, el contenedor elástico está dañado. Si la alarma continúa disparando, debe buscar cuidadosamente las fugas de aceite en el expansor y en el transformador.

La fuga de aceite generalmente significa fugas de aire. Esto puede verificarse para detectar nitrógeno y oxígeno en el análisis de gases disueltos. Si su número aumenta, lo más probable es que haya una fuga; con un expansor hermetico, estos gases serán pequeños. El contenido de nitrógeno puede ser alto si el transformador se entregó nuevo y se llenó con nitrógeno.