Instalación para la desgasificación del aceite de transformador

¿Cuáles son las funciones de la instalación para desgasificación del aceite del transformador? ¿Qué es? Echemos un vistazo más de cerca a estos temas en el marco de este artículo.

Oxidación del aceite de transformador

En la práctica, la oxidación de los aceites del transformador se produce no solo por su contacto con el aire atmosférico, sino también por los gases disueltos en el aceite. Al mismo tiempo, la oxidación no es la única consecuencia negativa. Los gases y gases disueltos en el aislamiento sólido del transformador reducen la potencia eléctrica de la estructura del dispositivo. Esto se debe al hecho de que las inclusiones de gas se convierten en la fuente del desarrollo de descargas eléctricas. Con la aparición de transformadores diseñados para una mayor tensión, los problemas de la desgasificación del aceite y la rarefacción de los transformadores han adquirido un significado especial.

Velocidad de saturación de aceite con gases

Velocidad de saturación de aceite con gas, está determinada por la altura de la columna de aceite y la superficie de contacto con el gas. La velocidad del proceso inverso depende de los mismos parámetros.

Vibración

La vibración puede causar la aparición de burbujas de gas en el aceite causadas por las zonas de presión reducida.  Esto afecta negativamente la confiabilidad del sistema de aislamiento, por lo que la vibración de los transformadores de trabajo se debe minimizar. En la práctica, dispositivos especiales se utilizan para llevar a cabo operaciones de vacío, que se llaman columnas. Dentro de la columna, por regla general, hay una rejilla en la que encajan las boquillas. Para que el proceso de desgasificación sea más efectivo, las boquillas deben tener un área grande por unidad de volumen y la menor resistencia posible al flujo de aceite. Las boquillas más simples son los anillos Raschig. Exteriormente se parecen a anillos en los que el diámetro es igual a la altura. El material para fabricar tales productos puede ser diferente: metal, porcelana, cerámica, etc.

Desgasificación de aceite de transformador

La oxidación del aceite del transformador se produce no solo por el aire ambiente, sino también por el aire disuelto en el aceite. Por lo tanto, la desgasificación del aceite de transformador tiene una gran importancia. Además, el aire disuelto en el aceite y en el aislamiento sólido reduce la resistencia eléctrica del diseño de aislamiento del transformador, ya que las inclusiones de gas son los centros de desarrollo de descargas eléctricas. Con el aumento de la tensión de potentes transformadores de potencia, la cuestión de la desgasificación del transformador de aceite y vaciamiento de los transformadores ha adquirido una gran importancia práctica. Para prolongar la vida útil y la confiabilidad del trabajo de aislamiento, los fabricantes presentaron ciertos requisitos para el vaciamiento de transformadores y la desgasificación del aceite durante la instalación. Por ejemplo, el vaciamiento de transformadores con una tensión de 750 kV debe realizarse a una presión residual en el tanque del transformador de no más de 200 Pa (1,5 mmHg) durante al menos 72 horas, a una presión residual de 133 Pa (1 mmHg). ); La duración del vaciamiento se puede reducir a 48. La velocidad de saturación del aceite con el gas depende de la altura de la columna de aceite y de la superficie de contacto del gas con ella. La velocidad del proceso inverso también depende de la altura de la capa y la superficie del aceite. En el caso de vibración en el aceite, pueden aparecer zonas locales de presión reducida en las que el gas disuelto en el aceite comienza a formarse en forma de burbujas, por lo que para aumentar la fiabilidad del trabajo de aislamiento, es necesario minimizar la vibración en los transformadores de trabajo. El estado del gas, en el cual su presión es menor a 0.1 MPa, se denomina vacío. La presión residual más pequeña alcanzada es aproximadamente 133-10_12Pa; en instalaciones industriales es posible alcanzar un vacío de 133-10 — 133-10-10 Pa. El rango completo de presiones atmosféricas a más bajas se divide en regiones: bajo (1-10 — 6 — 133 Pa), medio (133-0.1 Pa), alto (0.1 — 0.1 • 10 «4 Pa) y ultra alto (0.1-10 – 4 Pa e inferior) del vacío. El gas consiste en moléculas individuales que están en constante movimiento. Los resultados de los impactos de las moléculas en la pared del recipiente en el que se encuentra el gas se perciben como una presión de gas. La energía del desplazamiento de todas las moléculas de gas se expresa por su temperatura. La temperatura del gas es una medida de la velocidad promedio de sus moléculas, por lo que el movimiento de las moléculas de gas se denomina movimiento térmico. En la técnica de vacío, la absorción de gases y vapores por la superficie de un cuerpo sólido es importante porque es necesario eliminar los gases y vapores de las paredes de los dispositivos de vacío, y además, este fenómeno se utiliza para bombear gases con bombas de sorción. La sorción del gas siempre va acompañada de la liberación de calor, la desorción, su absorción. Como regla general, el gas está contenido dentro y sobre la superficie del metal. Si el aparato de vacío de metal no se desgasifica preliminarmente, liberará gas en el espacio de vacío, lo que es especialmente notable cuando las partes metálicas se calientan. La cantidad de gas que pasa a través de la superficie de una unidad a una presión P y una temperatura constante del gas T es 0 = PV, donde 0 – es el flujo de gas; V – es el volumen del gas que pasa a través de cualquier sección del sistema por unidad de tiempo; P – es la presión en esta sección. El flujo de gas se puede expresar de diferentes maneras: el flujo másico es la masa del gas que pasa a través de la sección transversal por unidad de tiempo; el número real de moléculas de gas que pasan a través de la sección transversal por unidad de tiempo; el flujo volumétrico es el volumen de gas que pasa a través de la sección transversal por unidad de tiempo (el flujo volumétrico cambia con un cambio de presión en una sección dada); flujo volumétrico, reducido a presión atmosférica u otra presión típica para el sistema. El flujo de gas en la tubería indica que una fuerza actúa sobre el gas, causando una caída de presión P\ y Pr en los extremos de la tubería. El volumen de gas que fluye a través de la sección transversal por unidad de tiempo es proporcional a la diferencia de presión P\  – Pr. La resistencia al flujo de gas W es la relación de la caída de presión en una sección determinada del sistema de vacío al flujo de gas 6 que pasa por esta sección: W = (P\  – Pr) / 0. La resistencia del sistema depende de las dimensiones geométricas de la tubería y del régimen del flujo de gas. En el caso de un flujo viscoso (un flujo se denomina flujo viscoso de tal manera que el camino libre medio de una molécula es mucho más pequeño que el tamaño del aparato), el factor determinante es la fricción interna del gas. En la transición al régimen molecular (en el régimen molecular, las moléculas de gas chocan con las paredes del recipiente, las colisiones de moléculas prácticamente no ocurren), el papel de la fricción interna disminuye, el número de impactos de las moléculas de gas en la pared del ducto se vuelve decisivo. El rendimiento de paso y la velocidad de bombeo tienen la misma dimensión y pueden ser numéricamente iguales, pero su significado es diferente. El concepto de «rendimiento de paso» expresa la resistencia de la tubería al flujo de gas e implica la presencia de un gradiente de presión. La «velocidad de bombeo» es la capacidad del sistema para eliminar el gas. Esto significa la presencia de una fuente de energía externa. La tasa de evacuación de gas s  a una presión P es el volumen de gas eliminado del sistema por unidad de tiempo medida a una presión P: s = Q / P. Cualquier bomba de vacío tiene una presión límite a la cual su velocidad de bombeo cae a cero. La presión depende de la calidad del aceite utilizado en la bomba, las fugas en la propia bomba, y así sucesivamente. Si Bo – es el flujo de gas debido a fugas en la bomba, entonces para cualquier bomba x = xhp – Oo. Cuando se alcanza la presión límite p0, la velocidad de bombeo será cero cuando U0 = sHp. La velocidad de bombeo de la bomba está determinada por la fórmula: donde sT es la velocidad de bombeo determinada teóricamente; pi es la presión límite; p es la presión a la que se determinó la velocidad de bombeo. Durante el bombeo al sistema de vacío, una cierta cantidad de gas se libera continuamente. Esta evolución del gas depende de la naturaleza de los cuerpos dentro del sistema de vacío; para cada cuerpo dado, además, de la saturación preliminar de su gas; del tamaño de la superficie del cuerpo. Con el aumento de la temperatura, la evolución del gas aumenta y disminuye gradualmente con el tiempo.

Rarefacción de transformadores de potencia

En la técnica para llevar a cabo procesos de vacío, se usan aparatos llamados columnas. La distribución en la industria recibió principalmente columnas de los siguientes tipos: con placas de burbujas, con placas de malla y boquillas. La distribución en la industria recibió principalmente columnas de los siguientes tipos: con placas de burbujas, con placas de malla y boquillas. Estos últimos tienen una resistencia significativamente menor al flujo de gas o líquido que las columnas de placas, que es su ventaja significativa. Dentro de la columna compacta hay una parrilla en la que encajan las boquillas. Para un proceso exitoso, las boquillas deben tener una superficie grande por unidad de volumen y proporcionar poca resistencia al flujo. Los llamados «anillos Rashig», que son anillos con un diámetro igual a la altura, fueron los más simples y los más adecuados para estos requisitos.  Pueden ser de metal, porcelana, cerámica, etc. Para facilitar el peso de las unidades de desgasificación móvil, use anillos sintéticos hechos de nylon, teflón, etc. El uso de tales anillos es seguro en caso de que algunos fragmentos de anillos entren en el transformador si se dañan algunos anillos y por alguna razón se dañará la integridad del filtro de salida. Requisitos para los materiales utilizados en la tecnología de vacío: El recipiente, que soporta una presión de varios cientos de atmósferas, puede no ser estanco al vacío. Por ejemplo, si una cantidad de gas que tiene un volumen de 1 cm3 a 0.1 MPa sale de un globo de 40 litros que contiene gas a una sobrepresión de 15 MPa, la presión en el cilindro caerá en 0.000017%. Si la presión en el cilindro es 0.1 MPa y la misma cantidad de gas (0.1 cm3 a 0.1 MPa) lo penetra, la presión dentro del globo aumentará 19,000 veces. Los materiales a partir de los cuales se fabrican los sistemas de vacío deben ser posiblemente menos permeables al gas y liberar fácilmente gases adsorbidos en la superficie y disolverse en ellos.Durante el calentamiento y el bombeo continuo, la evolución de los gases ocurre más rápido. Se imponen diferentes requisitos en instalaciones de bajo y alto vacío. Las máquinas de bajo vacío son más fáciles de fabricar, seleccionan el material y el diseño de los sellos. Un buen material para instalaciones de vacío es el vidrio, que es prácticamente hermético a los gases. Las partes de vidrio se fusionan fácilmente entre sí y, si es necesario, con metales. Además, el vidrio es un buen dieléctrico, que le permite llevar un alto voltaje a los electrodos de los dispositivos de vacío. Los vidrios se dividen en dos grupos: fusibles con una temperatura de reblandecimiento de 490 – 610 ° C (fusionados con platino y sus sustitutos); refractario con una temperatura de reblandecimiento superior a 610 ° C (aleado con tungsteno). Sin embargo, debido a la fragilidad del vidrio, las instalaciones industriales de vacío están hechas de metal, aunque a través de los metales, debido a su estructura cristalina, la presencia de poros y grietas, especialmente en piezas fundidas, siempre hay un proceso de difusión de gases. Esta desventaja se reduce por el hecho de que las plantas de vacío de metal, por regla general, operan con evacuación continua del gas que fluye hacia el sistema. Los más adecuados para la fabricación de sistemas de vacío son aceros bajos en carbono e inoxidables, cobre, aluminio y diversos tipos de aleaciones. Las tuberías de metal de los sistemas de vacío deben ser sin costura, sin costura desde cobre, latón o acero. El material más conveniente es el cobre rojo. De cobre rojo, es fácil doblar los tubos y soldarlos. Además, este metal es a prueba de aire. Esencial es el tratamiento de la superficie interna de las partes del sistema de vacío. Cuanto mejor se tratan las paredes internas del sistema, menor es el gas adsorbido. Los sellos al vacío y los lubricantes deben ser lisos, libres de grietas al enfriar y no producen una gran contracción. El disolvente para pinturas de esmalte es benceno (temperatura de funcionamiento 30 ° C), para barniz de goma laca – alcohol y acetona (temperatura de funcionamiento 40 ° C), para mezcla de barniz glyptal de alcohol y gasolina (temperatura de funcionamiento 200 ° C). El barniz de goma laca se agrieta con el tiempo, por lo que solo se puede usar como sello temporal. Algo más fuerte que la laca de goma laca (una mezcla de goma laca con aceite de alquitrán). Para el sellado de juntas de tierra y grúas, se utilizan lubricantes (betún, piceína, cera universal, mezcla altamente de colofonia y masilla Mendeleev). No permita la humectación de los lubricantes, por lo que deben almacenarse en un recipiente cerrado. Los aceites se utilizan como fluido de trabajo para bombas de vapor, sellos para bombas mecánicas, lubricación de piezas de fricción de aparatos y para llenar medidores de liquido y compuertas. El aceite de vacío debe tener una alta estabilidad técnica y ser químicamente inerte con respecto a los gases a evacuar. Los aceites de vacío se producen principalmente a partir de fracciones de petróleo pesado. Las partes no desmontables de los sistemas de vacío de metal se conectan mediante soldadura. La soldadura puede usarse solo para tubos de pequeña longitud y pequeño diámetro. Las siguientes soldaduras se utilizan para soldar: estaño-plomo con un punto de fusión de 180-200 ° C; estaño-plata con un punto de fusión de 400 ° C; sólido (PMC-54 o PF-45) con un punto de fusión de 700 ° C; cobre-zinc con un punto de fusión de 875 ° C. Si se requiere la movilidad de las partes del sistema de vacío, los compuestos se fabrican utilizando mangueras de vacío de goma.

Equipo para desgasificación de aceite

En la práctica, las empresas de energía eléctrica para la desgasificación de aceites de transformadores utilizan instalaciones del tipo CMM-M. Están diseñados para eliminar gases, limpiar impurezas mecánicas y el aceite del transformador de calefacción, que se opera en transformadores con una tensión de hasta 1150 kV. También dicho equipo se puede usar cuando se calientan aparatos eléctricos llenos de aceite con aceite caliente, secado al vacío de transformadores y rarefacción.