Secado y desgasificación de aceite del transformador

El transformador es un sistema complejo, cuyo funcionamiento confiable depende de muchos componentes. Entre estos componentes, el aceite de transformador juega un papel especial, que realiza una función de disipación de calor y aislamiento. En este artículo hablaremos sobre cómo y por qué se deteriora la condición del aceite, qué efecto tienen el agua y el oxígeno en el aceite y qué tecnologías se utilizan mejor para secado y desgasificación del aceite del transformador.

Cómo y por qué se deteriora la condición de aceite del transformador

Durante el funcionamiento del transformador, varios factores negativos afectan el aceite. Entre ellos:

• campo eléctrico;
• temperatura alta;
• oxígeno del aire;
• agua;
• impurezas mecánicas;
• materiales de construcción (metales).

Algunos factores, como el campo eléctrico y la alta temperatura, son objetivos, es decir, siempre existen independientemente de los deseos de los desarrolladores de transformadores o empresas energéticas.Algunas de las razones de la aparición de otros factores pueden ser limitadas (agua, aire). Pero es imposible excluir por completo el impacto de factores dañinos en el aceite, porque ambos son un catalizador de cambios en el aceite y aparecen como resultado de reacciones químicas dentro del transformador. Las burbujas de gas pueden convertirse en un lugar para el desarrollo de descargas parciales, y el agua reduce la rigidez dieléctrica del aceite y, al pasar al aislamiento sólido, contribuye a su destrucción.

Con el tiempo, el aceite envejece y se forman en él productos ácidos de la oxidación de los hidrocarburos. Estos productos se depositan en el aislamiento, las paredes del tanque del transformador y en el sistema de enfriamiento, y se forman lodos. El aceite se vuelve más viscoso y elimina mucho peor el calor de las partes calefactoras del transformador. Bajo la influencia de productos de oxidación de hidrocarburos altamente concentrados, la celulosa se descompone en el transformador. El riesgo de emergencias aumenta significativamente.
Para garantizar la prolongación de la vida útil de los transformadores, es necesario dar servicio correcto y oportuno al aceite aislante. Esto asegurará la vida útil del transformador durante 50-70 años.

¿Qué se necesita para mejorar la condición del aceite?

Cuando el estado de aceite del transformador se deteriora, se procesa para mejorar sus características. El principal indicador del envejecimiento del aceite es el índice de acidez. Siempre que este parámetro no supere los 0,5 mg KOH / g, se realiza una purificación para mejorar el estado del aceite.

La purificación de aceite del transformador es una definición amplia, que puede entenderse como un conjunto de diferentes operaciones, cada una de las cuales permite deshacerse de un determinado tipo de impurezas.

Entre estas operaciones:

• filtración de aceite: para eliminar las impurezas mecánicas;
• desgasificación de aceite: para eliminar gases;
• secado de aceite del transformador – para eliminar el agua libre y disuelta.

Además, cuando se suministra aceite seco y desgasificado a transformadores de alta tensión, se utiliza el vaciado. Esta operación es necesaria para que el agua y los gases no entren en el aceite durante el llenado.

Además, se mejora el estado general del sistema de aislamiento al secar el aislamiento del transformador en hornos de vacío. Se utiliza para eliminar el agua del aislamiento de bobinado.

Un aumento en el índice de acidez a un valor de 1 m KOH / g indica que el aceite ha envejecido. En este caso, el aceite del transformador se reemplaza o se regenera. Las propiedades del aceite se pueden restaurar, si se conserva la composición de los hidrocarburos útiles, eliminando los productos de oxidación y envejecimiento. Si la composición del aceite se altera gravemente y no se puede recuperar, se debe reemplazar el aceite.

Consideremos primero los métodos preventivos para proteger el transformador del agua y la formación de gases, luego, el método de secado y desgasificación de los aceites.

Purificación de aceite por unidad GlobeCore CMM en el transformador de trabajo

Métodos para proteger el transformador del agua y los gases

Existen varios enfoques para proteger los transformadores de los efectos del agua y los gases. Los transformadores pequeños se fabrican en un diseño sellado. Esto impone demandas adicionales sobre la resistencia del tanque, ya que un tanque frágil puede no ser capaz de soportar la acumulación de presión a medida que aumenta la temperatura del transformador.

Muchos transformadores, incluidos los de alto voltaje, utilizan protección de nitrógeno. Con este método de protección, el espacio de exceso de aceite del tanque o expansor está ocupado por una «almohada de nitrógeno» que consiste en nitrógeno seco. ЭEsta almohada se convierte en una barrera que protege el aceite de la entrada de otros gases y agua del medio ambiente. Pero no puede evitar que el agua y los gases formados dentro del transformador entren en el aceite. Si es necesario, después de la desgasificación, se lleva a cabo la nitrogenación de aceite del transformador.

El secado de aceite del transformador, durante el funcionamiento, se realiza mediante filtros de termosifón y de adsorción. Estos son dispositivos que están llenos de un adsorbente (generalmente gel de sílice). El adsorbente absorbe agua a medida que el aceite circula a través del filtro. El filtro de termosifón está instalado en el tanque del transformador y el filtro de adsorción en una base separada cerca del transformador.

Pero no importa qué sistemas de protección se utilicen, al menos antes de verter aceite en el transformador, es necesario garantizar la eliminación de gases y la eliminación de agua. Esta es una parte importante del mantenimiento del transformador. La desgasificación de aceite del transformador antes del llenado y durante el funcionamiento ralentiza los procesos de oxidación y aumenta la fiabilidad del sistema de aislamiento.

¿Cómo se realiza el secado térmico al vacío de aceite?

Hay varias formas de eliminar el agua del aceite. Pero la mayoría de las veces, se utilizan el secado con zeolita y el secado térmico al vacío. El secado con zeolita elimina bien el agua y aumenta el voltaje del aceite de 10-15 a 60-70 kV en una sola pasada. Pero después de la saturación, la zeolita requiere reactivación. Por tanto, si hablamos de secado junto con desgasificación, es preferible el tratamiento térmico al vacío. Este tipo de tratamiento utiliza el principio de ebullición temprana del agua en condiciones de vacío. El ejemplo más llamativo de este principio se puede observar en condiciones de tierras altas, donde se requiere una temperatura de menos de 100 ° C para hervir el agua.

Durante el tratamiento térmico al vacío, el aceite se calienta primero a una temperatura de 50-55 ° C y luego se alimenta a una columna de vacío. Se mantiene un vacío profundo dentro de la columna de vacío debido al funcionamiento del sistema de vacío. El aceite entra en los filtros activadores y fluye desde su lado interior hacia el exterior como una película delgada, desde cuya superficie se liberan intensamente agua y gases bajo la influencia del vacío.

Por lo tanto, el tratamiento al vacío térmico permite el secado y desgasificación simultáneos de los aceites de transformadores sin la formación de residuos que requieran reactivación, almacenamiento o eliminación.

Equipo para la desgasificación y secado de aceite de GlobeCore

Para el secado térmico al vacío y la desgasificación de aceite del transformador, GlobeCore fabrica instalaciones de las series CMM.

La unidad de desgasificación CMM realiza varias funciones:

• desgasificación de aceite;
• deshidratación (secado) de aceite;
• filtración de aceite;
• vaciado del transformador;
• llenado de aceite de transformador al vacío;
• nitrogenación de aceite de transformador.

Características de aceite del transformador después del tratamiento en unidades de GlobeCore:

• voltaje de ruptura: no menos de 70 kV;
• contenido volumétrico de gas: no más del 0,1%;
• contenido de humedad en masa: no más de 10 gramos por tonelada.

La línea de equipos incluye instalaciones con una capacidad de procesamiento de aceite de 1 a 15 metros cúbicos por hora.

Al dar servicio a los transformadores, el trabajo en condiciones del campo es una consideración importante. Para aprovechar esta oportunidad, instalamos el equipo en un remolque equipado con un enganche. Por lo tanto, la instalación se entrega rápidamente al lugar de operación del transformador utilizando el vehículo del equipo de servicio.

Además, la instalación de GlobeCore se puede conectar a un transformador y realizar un tratamiento de aceite sin drenar del tanque debido a la circulación continua de aceite en un circuito cerrado. El tratamiento de aceite se puede realizar tanto en el transformador desconectado como en el energizado. En el segundo caso, las unidades CMM se conectan al transformador a través del sistema TSS (Transformer Security System). Este sistema monitorea el nivel de aceite en el tanque del transformador y cuando el nivel baja, por ejemplo, debido a la presencia de fugas, “corta” la instalación del transformador. El transformador está siempre protegido y no es necesario desconectarlo durante la limpieza del aceite.

¿Qué tipos de aceites pueden procesar las instalaciones de GlobeCore?

El equipo de GlobeCore es multifuncional en términos de los tipos de aceites procesados. Con la ayuda de las instalaciones CMM, se puede realizar lo siguiente:

• secado y desgasificación de aceite del transformador;
• secado y desgasificación de aceite hidráulico;
• secado y desgasificación de aceite de turbina;
• secado y desgasificación de aceite industrial.

Es difícil cubrir todos los aspectos del secado y desgasificación del aceite de transformador en un artículo, por lo que probablemente tendrá preguntas. Las respuestas se pueden obtener contactando con uno de los contactos disponibles en la sección correspondiente de nuestro sitio web.