Purificación de aceite de transformador

Bajo el término de explotación del transformador se entiende la vida útil de su sistema de aislamiento. Muy a menudo, se utilizan sistemas de aislamiento de líquidos (aceites de transformadores) y sólidos (papel, productos de celulosa, etc.). Para prolongar al máximo su vida útil, es necesario llevar a cabo la purificación de aceite de transformador. Los aceites aislantes tienen aproximadamente el 80% de la potencia eléctrica de todo el transformador. Al mismo tiempo, la mayoría absoluta de las averías y malfuncionamiento de los transformadores (alrededor del 85%) son posibles únicamente debido a daños en los sistemas de aislamiento. ¿Sabía que la constante dieléctrica del aceite de transformador es pequeña y fluctúa entre 2-2.5? Los aceites de transformador tienen buenas propiedades aislantes cuando están saturados de papel, cartón o tela.  Aumentan la tensión de ruptura del transformador. Los aceites realizan la función de liberación de calor: debido a su baja viscosidad, ingresan al aislamiento sólido, transfiriendo calor al sistema de refrigeración. Si el medio aislante se estabiliza del efecto oxidante, los aceites podrán trabajar a alta temperatura, y el sistema de aislamiento estará permanentemente protegido de daños graves.

Envejecimiento de aceite de transformador

Proceso de envejecimiento de aceite está relacionado con su oxidación. La entrada en el aceite del transformador de sustancias tales como oxígeno y agua, conduce a su oxidación en presencia de condiciones ideales. Las partículas negativas se afectan por las partículas sólidas del transformador, que se disuelven en el aceite. Como resultado, bajo la influencia del calor, se activan las reacciones químicas entre los hidrocarburos inestables, el oxígeno y el agua: el aceite se desintegra gradualmente. Los principales enemigos del aislamiento sólido son el calor, la humedad y la oxidación. Si se realiza un mantenimiento adecuado del sistema de refrigeración y aislamiento, es bastante realista prolongar la vida útil del sistema durante un período de 40 a 60 años. Parte de este servicio es la purificación de aceite de transformador. purificación de aceite de transformador El proceso de envejecimiento del aceite no se puede parar, pero es bastante posible ralentizar. Para esto, el transformador debe ser explotado correctamente. Para determinar la estrategia correcta para el comienzo, es necesario realizar un análisis. Da una idea del estado actual del sistema de aislamiento del transformador. La humedad del aceite del transformador es agua pura, agua disuelta en los productos de descomposición y agua que forma parte de las moléculas de celulosa. No es posible eliminar completamente el agua de la celulosa. A altas temperaturas, el aceite aislante absorbe más humedad que a bajas temperaturas. El enfriamiento de la mezcla de aceite y agua da como resultado la precipitación de H2O. Tal agua es absorbida por el aislamiento. La humedad se divide desproporcionadamente entre el papel y el aceite. El desgaste del transformador conduce a la contaminación del aceite. Los ácidos que han entrado al aceite como un producto de oxidación que interactúan con la celulosa y los metales, creando jabón, aldehído y alcohol. Estas sustancias se sedimentan en el aislamiento, paredes del tanque, en el sistema de enfriamiento, etc. La intensidad de la apariencia de suciedad es mayor cuanto más se carga y / o calienta el transformador. Cuanta más suciedad, mayor es la viscosidad del aceite y menor su capacidad de enfriamiento y vida útil. Debido a la contaminación, se produce una contracción del aislamiento, se destruyen los barnices y los materiales de celulosa. Pueden cargar descargas y corrientes, absorber la humedad y contribuir a la contaminación. Los lodos se sedimentan en el núcleo del devanado, lo que aumenta la temperatura del transformador que está en funcionamiento.

Entonces, ¿qué afecta a la vida útil de un transformador?

La parte más débil en el aislamiento de un transformador son los materiales celulósicos. Dado que la vida útil del transformador depende principalmente de la vida útil del aislamiento de celulosa, es lógico eliminar los productos de descomposición antes de que penetren en la celulosa. Las condiciones reales de operación de los transformadores determinan la duración de su vida útil en el intervalo de 20 a 50 años. La experiencia acumulada en el uso de tales equipos en la actualidad indica que la causa más común de averías es la negligencia durante la operación y (o) el mantenimiento. Llevar a cabo las  operaciones adecuadas hace que la vida útil del aceite del transformador sea prácticamente ilimitada. Debe mencionar un solo hecho: la presencia de humedad en el devanado de aislamiento a una tasa del 1% aumenta la velocidad de envejecimiento en un factor de diez en comparación con un contenido de humedad del 0,1%.

Purificación de aceite de transformador, mantenimiento preventivo y reparación de transformadores

La purificación de aceite de transformador y su regeneración son herramientas de mantenimiento preventivo del transformador destinadas a prolongar su vida útil. El objetivo principal del mantenimiento preventivo es eliminar los residuos de los productos que envejecen el aislamiento sólido y el aceite, hasta que comiencen a afectar todo el sistema de aislamiento. El grado de daño a este último se determina mediante el análisis de compuestos de furano. El envejecimiento de aislamiento de transformador puede reducirse manteniendo el aceite aislante en un estado acondicionado. Condiciones obligatorias para el estado normal del aceite:
  • monitoreo regular de la condición de aceite;
  • buen estado de gel de sílice;
  • reparación de fugas de aceite inmediatamente después de su detección;
  • empezar a usar las instalaciones de GlobeCore tipo CMM-R para reducir el contenido de humedad de menos de 10 ppm;
  • exclusión del relleno del transformador con aceite humedecido de un recipiente abierto;
  • deshumidificación obligatoria del aceite después de que el contenido de humedad exceda 20 ppm o el voltaje de ruptura se reduzca a menos de 50 kV;
  • investigar el número de ácido del aceite y regenerarlo en una instalación de GlobeCore antes de que alcance un nivel crítico de 0.2 mg de KOH / g.

Filtración, enjuague y cambio de aceite de transformador

Estas operaciones se realizan mejor directamente en el lugar de explotación del transformador. Primero, del transformador se drena el aceite. Las paredes internas se lavan con aceite nafténico o regenerado caliente para eliminar la suciedad y luego llenar el transformador. El aceite sucio puede reciclarse nuevamente en instalaciones tipo CMM-R de la marca registrada GlobeCore. Si el enjuague se lleva a cabo exclusivamente a través de la ventana de inspección, solo se elimina el 10% de la contaminación de la superficie interna. Después de tal procedimiento, la película de aceite sucio permanece en la mayor parte de la superficie del tanque de bobinado y transformador. El 10% del volumen de aceite aislante es absorbido por el aislamiento de celulosa. Simplemente cambiando el aceite, no es posible eliminar todo el sedimento de los devanados y el sistema de enfriamiento. Caerá en el aceite recién mezclado y promoverá su rápida oxidación.

Regeneración y purificación de aceite de transformador en lugar de su operación

Las tecnologías modernas de regeneración y purificación de aceite de transformador permiten que estas operaciones se lleven a cabo directamente en el sitio de su operación (incluso directamente en el tanque del transformador). Desde la parte inferior del tanque, el aceite del transformador se bombea hacia afuera, luego se calienta y funciona mediante la instalación de GlobeCore. Antes de regresar al transformador, a través de la parte superior del tanque, el aceite se filtra, desgasifica y deshidrata. La regeneración dura hasta que los parámetros físico-químicos se ajusten completamente a las normas y estándares actuales. La diferencia fundamental entre la regeneración y el proceso de purificación de aceite de transformador es que cuando se realiza la purificación de aceite de transformador, no se eliminan sustancias como ácidos, aldehídos, cetonas y similares. Es decir. Después de la purificación de aceite de transformador, el color del aceite no cambia de ámbar a amarillo. La regeneración y purificación de aceite de transformador en las instalaciones GlobeCore de tipo CMM-R permite alcanzar los siguientes resultados:
  • disminución del contenido de agua hasta 5 ppm;
  • disminución de la acidez a 0.01 mg de KOH / g;
  • aumentación de la tensión de ruptura hasta 73 kV;
  • aumentación de la tensión interfacial a 45 dm / cm;
  • disminución de la tangente del ángulo de pérdida dieléctrica a 0.001;
  • restauración de la estabilidad de oxidación al nivel de aceite nuevo;
  • restauración del color del aceite.
La regeneración normal es capaz de eliminar el lodo disuelto en el aceite, pero no afecta el barro del sedimento. La purificación con aceite caliente puede eliminar los depósitos de suciedad del transformador. En este caso, el aceite sirve como solvente para su propia precipitación.

Contracción del aislamiento y deshidratación de aceite de transformador

Una de las causas más comunes de contracción del aislamiento se considera que es el movimiento de la bobina bajo carga (incluido el choque). La contracción es el resultado de la degradación de la celulosa. Llevar a cabo la regeneración del aceite del transformador directamente en el sitio de su operación ayuda a evitar las consecuencias negativas asociadas con este fenómeno. Científicos de EE. UU. Basados en 40 años de experiencia han calculado que si el aislamiento del transformador está en estado seco, el sedimento no se produce.   El objetivo principal de la regeneración es la restauración del aceite del transformador, y no el secado del aislamiento. En la práctica, no es real llevar a cabo la deshumidificación del aislamiento sólido durante el período de regeneración. Esto se debe al hecho de que lleva un tiempo considerable alcanzar el estado súper seco. La humedad puede escapar del aislamiento durante la deshumidificación por difusión térmica, cuyo objetivo es restablecer el equilibrio entre el aislamiento y el aceite. La contracción del aislamiento en condiciones normales de funcionamiento es bastante lenta y depende del nivel de difusión del agua a través del aislamiento sólido.

Eliminación de la suciedad de las partes activas del transformador

La acumulación de suciedad ocurre en las fibras del sistema de aislamiento de celulosa. Para crear las condiciones para su solubilidad durante el proceso de purificación de aceite de transformador, el aceite debe calentarse a una temperatura a la que actuará como disolvente para sus propios productos de descomposición. La calefacción asegura que la suciedad previamente disuelta se eliminará durante la regeneración, y el aceite mismo se limpiará.

Pérdida de compuestos furanos

Durante la regeneración y purificación de aceite de transformador, se destruyen los compuestos furanos, que se utilizan en el análisis del estado actual y la vida útil del aislamiento. Esta prueba se lleva a cabo antes de que comience la purificación. Después de las operaciones de purificación y regeneración, se establece una nueva línea base para monitorear los compuestos de furano. Las conclusiones sobre la base de las pruebas posteriores se basan en la disponibilidad de un nuevo nivel objetivo.

Eliminación de compuestos aromáticos

La mayoría de los requisitos existentes regulan la presencia de compuestos aromáticos en el aceite a un nivel no superior al 3%. Si se excede este valor, pueden reducir la resistencia dieléctrica y de impulso y, al mismo tiempo, mejorar la capacidad de disolver la mayoría de los materiales aislantes sólidos que permanecen en el aceite.

Ruptura del aislamiento

La regeneración previene el llenado de todo el sistema con aceite. El aceite viejo se bombea desde el fondo del transformador y el aceite purificado se alimenta a través del tanque de expansión. Se mantiene un nivel de aceite constante en el transformador. Para circulación del aceite no requiere un esfuerzo significativo. Los contaminantes no regresan al transformador: solo entra aceite puro filtrado. La purificación de aceite de transformador es un proceso complejo y prolongado para disolver y eliminar la suciedad del transformador.

Daños de aceite de transformador

Cuando el aceite del transformador se calienta para disolver los productos de descomposición, sólo se usa un control automático del proceso de aumento de temperatura para evitar la oxidación térmica y la destrucción del producto. El equipo bien diseñado proporciona una purificación de aceite de transformador segura y económica. De lo contrario, el medio aislante se puede dañar en el aparato de calentamiento o se puede oxidar usando centrifugadoras.

Pruebas recomendadas de aceite de transformador

En conclusión, el gas y la humedad en el aceite y la prueba de penetración se llevan a cabo.Tecnología recomendada para la explotación de aceite de transformador La regeneración es un componente importante del mantenimiento preventivo. Por lo tanto, esta operación debe llevarse a cabo antes de que el aceite del transformador alcance un nivel de deterioro que podría dañar el aislamiento. Si se sigue completamente el programa de mantenimiento del transformador, no se acumulará humedad ni suciedad. En caso de que el transformador aún no haya alcanzado la mitad de la vida útil planificada, necesariamente debe someterse a la profilaxis. El equipo antiguo no puede permanecer sin reparación. Los transformadores que han estado en operación por más de 40 años, pero tienen un punto de rocío por debajo de 210, pueden ser limpiados. La condición principal es el hallazgo en funcionamiento. La primera regeneración proporciona una garantía para el funcionamiento confiable del transformador sin mantenimiento por un período de 5 a 10 años. Si todas las medidas preventivas se llevan a cabo correctamente, puede limitarse a una prueba anual de aceite y, en algunos casos, a un post-tratamiento fácil después de la regeneración. Los principales criterios para la regeneración cuando se conecta:
  • ausencia de agua salada en el transformador;
  • resistencia dieléctrica no es inferior a 18 kW;
  • contenido de humedad más de 40 ppm;
  • ausencia de sobrecargas del transformador en el mal estado del aceite.
En el caso de que no se observen todos los criterios anteriores en la etapa inicial, la regeneración puede llevarse a cabo sin conexión.

Conclusiones

El mantenimiento de los transformadores con la ayuda de los equipos GlobeCore nos permite prolongar su vida útil con:
  1. Número de ácido a 0.1 mg KOH / g.
  2. Deterioro del estado del aceite.
  3. Presencia de humedad en el aislamiento sólido.
  4. Contaminación y daño del aislamiento.
Si se cumplen todas estas condiciones, la vida útil del transformador se puede ampliar en 15-20 años.