Deshumidificación de aceite del transformador

Cualquier aceite destinado para uso en equipos de potencia debe cumplir con ciertos requisitos. Es decir, su calidad y características técnicas no deben ser peores que los valores que se indican en la documentación reglamentaria y los pasapòrtes técnicos del equipo. Cualquier desviación puede ocasionar la rotura de equipos caros de transformadores y cortes de energía. Indicadores importantes incluyen voltaje de ruptura, humedad y contenido de gas. Por ejemplo, el aceite destinado para el llenado de transformadores de potencia de 750 kV no debe contener más de 0,001% de humedad y 0,15% de gas (por volumen). Por lo tanto, la desgasificación y deshumidificación de aceite del transformador es un componente importante del mantenimiento completo de los transformadores de potencia.

¿De dónde aparece la humedad en el aceite del transformador?

Humedad puede entrar en el aceite del transformador de dos maneras:

• de la atmosfera;
• como resultado de los procesos de envejecimiento que ocurren en el aislamiento sólido del transformador.

Las formas en que la humedad está presente en el aceite también son diferentes: puede ser absorbido, disuelto, en forma de emulsión o en forma libre. En el primer caso, las moléculas de agua tienen una relación estrecha con las moléculas de aceite. Dicha agua prácticamente no afecta a la magnitud de la tensión de ruptura. Pero cuando cambia su temperatura, puede pasar a un estado disuelto o a una emulsión. En el segundo caso, las moléculas de agua están entre las moléculas del aceite y no están directamente en contacto unas con otras. Esta humedad también casi no afecta la tensión de ruptura. El mayor peligro para el aceite de transformador es la emulsión y el agua en estado libre. El agua de emulsión se forma combinando moléculas en pequeñas gotas. A su vez, el agua libre sale de la emulsión o como resultado de la entrada directa de gotas grandes en el aceite.

¿Por que la humedad es peligrosa para el aceite del transformador?

En presencia de gotas esféricas de agua en el aceite del transformador y la exposición a un campo eléctrico, estas gotas se extraen. Se vuelven similares a las elipsis y se atraen entre sí debido a las cargas opuestas en sus extremos. Como resultado, se forman cadenas con conductividad aumentada, que causan la ruptura del aceite del transformador. Se observa una disminución significativa en la fuerza eléctrica incluso con una cantidad relativamente pequeña de humedad. Superar el contenido de humedad de los valores de aceite del transformador de 50 g / t puede provocar una avería y un fallo del transformador de potencia.

Además, la influencia del agua puede tener otros efectos negativos, entre ellos:

• envejecimiento más rápido del aislamiento del papel;
• carbonización aumentada en caso de formación de arco eléctrico;  
• mayor corrosividad del aceite en relación con las partes metálicas del transformador;
• aceite húmedo se oxida más rápido que el aceite seco;
• con el aumento de la temperatura, las características mecánicas del aceite empeoran.

Medidas preventivas para la protección del aceite del transformador de la humedad

Las llamadas «almohadas» se utilizan como medidas preventivas para proteger el aceite del transformador de la humedad, cuando el espacio entre el aceite y el aire se llena con sustancias especiales (por ejemplo, nitrógeno). Se convierten en una barrera para la penetración de la humedad en el aceite.

También se utilizan filtros secadores al aire que están rellenos con gel de sílice. Este adsorbente tiene una alta capacidad de absorción de humedad y evita que ingrese al aceite del transformador.

Sin embargo, incluso aplicando medidas de precaución modernas, es imposible garantizar la ausencia total de humedad. Por lo tanto, se utiliza la deshumidificación.

¿Cómo deshumidificar el aceite del transformador?

Anteriormente, se usaban centrífugas y filtros-prensas para resolver este problema. Sin embargo, no son muy convenientes y difíciles de operar. Esto contribuyó a la aparición de nuevos equipos, cuyo principio de acción se basó en dos enfoques diferentes: el tratamiento de aceite con la ayuda de adsorbentes, así como la exposición a la temperatura y el vacío. Estos métodos para la deshumidificación de aceite de transformador son actualmente los más comunes y se explican con más detalle a continuación.

Deshumidificación de aceite del transformador por método termo-físico

El método termo-físico para deshumidificar el aceite del transformador es evaporar la humedad a presión atmosférica o en vacío. Si el aceite, en el que el agua está presente como impureza, se calienta a una temperatura superior a 100 ° C, comenzará a formar espuma. Además, habrá una intensificación de los procesos oxidativos, especialmente si hay pocos aditivos antioxidantes en el aceite. Por lo tanto, a presión atmosférica, el aceite se calienta solo a 80-90 ° C, lo que permite que solo una pequeña parte de la humedad se evapore. Su eliminación completa se garantiza mediante el tratamiento del aceite con el vacío. Este enfoque es altamente eficiente incluso en casos en que el aceite forma una emulsión estable con agua, que es difícil de manejar de otras maneras. En el caso del tratamiento al vacío, el proceso continúa sin acceso al aire, lo que excluye la posibilidad de oxidación.

Deshumidificación de aceite del transformador con zeolitas

Otro método para secar el aceite del transformador es el tratamiento con la ayuda de adsorbentes. Ya hemos investigado anteriormente el uso de gel de sílice para la protección preventiva del aceite. En el caso de que el aceite ya está muy hidratado, las zeolitas (tamices moleculares) son las más utilizadas. Estos adsorbentes tienen una alta capacidad de absorción de agua, por lo que se pueden usar para secar aceites con un alto contenido de humedad. La deshumidificación por adsorción se recomienda para aceites cuyo voltaje de ruptura es de 10 kV y más. Tenga en cuenta que las zeolitas no absorben los componentes hidrocarbonados del aceite y los productos del envejecimiento. Sobre esta base, es necesario usar otros adsorbentes para la regeneración de aceites o usar zeolita en la etapa preliminar de regeneración. Después de la saturación, la zeolita se reactiva, es decir, restaurar sus propiedades. Además, parte del adsorbente se pierde durante una reactivación. En este vacío térmico, la deshumidificación del aceite del transformador es mejor, ya que no está acompañado por la formación de sustancias que requieren reactivación o eliminación. Por otro lado, para la deshumidificación con zeolitas, no es necesario elevar la temperatura del aceite: el proceso se realiza de manera eficiente a 15–25 ° C. En un solo paso a través de la instalación zeolítica, el voltaje de ruptura del aceite aumenta a 60 kV (de 10-20 kV), y el contenido de agua disminuye diez veces. En el caso general, la composición de una planta zeolítica para secar aceite de transformador incluye adsorbentes (que generalmente funcionan en paralelo), una bomba de aceite, un calentador de aceite y un filtro. El aceite se pre-limpia de impurezas mecánicas utilizando un filtro, luego se lleva a la temperatura deseada por el calentador de aceite y se bombea a los adsorbedores.

Tecnología GlobeCore para eliminar la humedad del aceite del transformador

GlobeCore siempre trata de proporcionar a sus clientes la selección más amplia posible. Tenemos equipos para quienes están acostumbrados a secar aceite de transformador con zeolita, y para aquellos que usan calentamiento y vacío. En el primer caso, puede utilizar la instalación tipo MCU y, en el segundo, la instalación tipo CMM.

Las instalaciones del tipo MCU funcionan de acuerdo con el esquema clásico para la deshumidificación por adsorción del aceite de transformador. Para facilitar la operación y reducir el tiempo de inactividad del equipo, la reactivación de zeolita se puede realizar conectando a los cartuchos adsorbentes del bloque BRTs-100.

Las instalaciones del tipo CMM se producen con diferentes capacidades (desde 600 l / h). Las instalaciones más potentes y productivas de esta serie, además de limpiar el aceite del agua, gases e impurezas mecánicas, también pueden llevar a cabo la influencia del vacío a los transformadores y llenarlos con aceite.

Las instalaciones fabricadas por GlobeCore están diseñadas y fabricadas teniendo en cuenta todos los deseos del cliente. Esto se expresa en un enfoque individual para la selección de componentes, materiales de construcción, movilidad de equipos (estacionarios, sobre ruedas, en un remolque), la elección de opciones adicionales (contador mecánico de partículas, control remoto de trabajo, etc.). Nuestros expertos están siempre dispuestos a proporcionar asesoramiento gratuito sobre temas relacionados con la purificación y regeneración de aceites de transformadores en general, y su deshumidificación en particular.