Tecnologias de Purificação e Regeneração de Óleo de Transformadores

Sob a vida útil do transformador é necessário entender o estado do seu sistema de isolamento.

Os mais utilizados são os sistemas de isolamento líquido (óleos para transformadores) e sólidos (papel, celulose, etc.). Para maximizar sua vida útil, é necessário limpar o óleo do transformador.

Os óleos isolantes são responsáveis por cerca de 80% da resistência elétrica de todo o transformador. Ao mesmo tempo, a maioria absoluta das avarias e avarias dos transformadores (cerca de 85%) é possível apenas devido a danos nos sistemas de isolamento.

Você sabia que a constante dielétrica do óleo do transformador é pequena e varia de 2-2,5.

Os óleos para transformadores têm boas propriedades de isolamento quando estão saturados com papel, papelão ou tecido. Eles aumentam a tensão de ruptura do transformado.Os óleos também executam uma função de remoção de calor: devido à sua baixa viscosidade, eles penetram no isolamento sólido, transferindo calor para o sistema de resfriamento. Se o meio de isolamento estiver estabilizado a partir de efeitos oxidantes, os óleos poderão funcionar a altas temperaturas e o sistema de isolamento ficará permanentemente protegido de danos graves.

Óleos antigos de Transformadores

Normalmente, o processo de envelhecimento de um óleo está intrinsecamente ligado à sua oxidação. O ingresso de substâncias como oxigênio e água no óleo do transformador leva à sua oxidação sob condições ideais.Partículas sólidas do próprio transformador, dissolvidas em óleo, têm um efeito negativo. Como resultado, sob a influência do calor, reações químicas entre hidrocarbonetos instáveis, oxigênio e água são ativados – o óleo se desintegra gradualmente.

Os principais inimigos do isolamento sólido incluem calor, umidade e oxidação. Se é correto manter o sistema de resfriamento e isolamento, é bastante realista estender a idade do sistema por um período de 40 a 60 anos. Parte deste serviço é a limpeza do óleo do transformador.

Com uma manutenção preventiva adequada, seu transformador pode funcionar por muito mais tempo.

O processo de envelhecimento do óleo não pode ser eliminado, mas diminui bastante. Para isso, você precisa manter adequadamente o transformador. Para determinar a estratégia correta, você primeiro precisa conduzir uma análise. Dá uma ideia do estado atual do sistema de isolamento do transformador.

A umidade do óleo do transformador é água pura, água dissolvida em produtos de decomposição e água, que é parte das moléculas de celulose.Não é possível remover completamente a água da polpa. Em altas temperaturas, o óleo isolante absorve mais umidade do que em baixo.O arrefecimento da mistura óleo-água leva à precipitação de H2O. Essa água é absorvida pelo isolamento. A umidade é dividida desproporcionalmente entre papel e óleo.

O desgaste do transformador leva à contaminação do óleo. Ácidos que entram no óleo como um produto da oxidação, tentando interagir com celulose e metais, criando um sabão metalano, aldeído e álcool. . Estas substâncias são depositadas no isolamento, nas paredes do tanque, no sistema de refrigeração, etc. A intensidade da aparência da sujeira é maior, quanto mais o transformador é carregado e (ou) aquecido. Quanto mais sujo, maior a viscosidade do óleo e menor sua capacidade de resfriamento e vida útil.

Em inglês, o termo “purificação de óleo de transformador” é usado para se referir ao termo “transformer oil purification”.

Devido à poluição, o encolhimento do isolamento, lacas e materiais de celulose são destruídos. Eles podem conduzir descargas e correntes, absorver umidade e contribuir para a poluição. A sujeira é depositada no núcleo do enrolamento, o que aumenta a temperatura do transformador, que está em operação.

Então, o que afeta a vida de um transformador?

Os materiais celulósicos são considerados o elo mais fraco no isolamento de transformadores.

Como a vida útil de um transformador é determinada principalmente pela vida útil do isolamento de celulose, parece lógico remover os produtos de decomposição antes que eles penetrem na polpa. As condições reais de operação dos transformadores determinam a duração de sua vida útil na faixa de 20 a 50 anos. A experiência adquirida até agora no uso de tais equipamentos sugere que a causa mais comum de avarias e avarias é negligência na operação e (ou) manutenção. Operações adequadas podem tornar a vida do óleo do transformador virtualmente ilimitada. Aqui é suficiente mencionar apenas um fato: a presença de umidade no enrolamento do isolamento a uma taxa de 1% aumenta a taxa de envelhecimento em dez vezes, em comparação com um teor de umidade de 0,1%.

Limpeza de óleo de transformadores, manutenção preventiva e reparo de transformadores

A limpeza do óleo do transformador e sua regeneração são ferramentas de manutenção preventiva para o transformador, visando prolongar sua vida útil. O principal objetivo da manutenção preventiva é remover os resíduos do envelhecimento do isolamento sólido e do óleo até que eles comecem a afetar todo o sistema de isolamento. O grau de dano a este último é determinado pela análise de compostos de furano.

O envelhecimento do isolamento do transformador pode ser retardado, mantendo o óleo isolante em condições.

Condições obrigatórias de condição são:

  • monitoramento regular da condição do óleo;
  • bom estado de sílica gel;
  • reparo de vazamento de óleo imediatamente após sua detecção;
  • começar a usar as instalações do GlobeCore SMM-P para reduzir o teor de umidade para menos de 10 ppm;
  • secagem obrigatória do óleo após o teor de umidade exceder 20 ppm ou a tensão de ruptura se tornar menor que 50 kV;
  • rastreamento do número de ácidos do óleo e regeneração na planta da GlobeCore antes que este número atinja um nível crítico de 0,2 mg KOH / g.

Filtração, lavagem e reabastecimento de óleo de transformador

Estas operações são melhor realizadas no local. Primeiro, o transformador é drenado do óleo.As paredes internas são lavadas com óleo naftênico ou regenerado a quente para remover a sujeira e depois encher o transformador.O óleo sujo é novamente receptivo à regeneração em instalações do tipo SMM-P da marca GlobeCore.

Se a lavagem for realizada exclusivamente através de um orifício de inspeção, somente 10% da sujeira da superfície interna será removida. Após este procedimento, o filme de óleo sujo permanece na maior parte da superfície do tanque de enrolamento e transformador. 10% do volume de óleo isolante é absorvido pelo isolamento de celulose. Uma simples troca de óleo não pode remover toda a sujeira sedimentar entre os enrolamentos e o sistema de resfriamento. Ele vai entrar no óleo recém-derramado e promover sua rápida oxidação.

Limpeza e regeneração de óleos de transformadores no local de operação

Tecnologias modernas para a purificação e regeneração de óleos de transformadores permitem que estas operações sejam realizadas diretamente no local (incluindo diretamente no tanque do transformador). O óleo do transformador é bombeado para fora do fundo do tanque, depois é aquecido e acionado por uma instalação da GlobeCore. Antes de retornar ao transformador através da parte superior do tanque, o óleo é filtrado, desgaseificado e desidratado. A regeneração dura até que os parâmetros físico-químicos sejam totalmente consistentes com os regulamentos e padrões atuais. A diferença fundamental entre a regeneração e um processo como o óleo do transformador de limpeza é que, ao realizar a segunda operação, substâncias como ácidos, aldeídos, cetonas, etc. não são removidas. Ou seja após a limpeza, a cor do óleo não muda de âmbar para amarelo.

A regeneração e purificação do óleo do transformador nas instalações do tipo SMM-R da GlobeCore permite que os seguintes resultados sejam alcançados:

  • diminuição no teor de umidade até 5 ppm;
  • diminuição da acidez para 0,01 mg KOH / g;
  • aumento na tensão de ruptura até 73 kV;
  • o aumento da tensão interfacial para 45 d / cm;
  • reduzindo a perda dielétrica tangente a 0,001;
  • restauração da estabilidade à oxidação ao nível de um novo óleo;
  • recuperação de cor de óleo.

A regeneração normal é capaz de remover a sujeira dissolvida no óleo, mas não afeta a sujeira do sedimento. A limpeza com óleo quente pode remover depósitos sujos do transformador. Como você conseguiu entender, neste caso, o óleo realiza a função de um solvente para sua própria precipitação.

Encolher o isolamento e desaguamento de óleo de transformador

Uma das causas mais freqüentes de encolhimento do isolamento é o movimento de uma bobina sob carga (incluindo choque). Em seu núcleo, o encolhimento é o resultado da degradação da celulose. Realizar a regeneração do óleo do transformador diretamente no local permite evitar as conseqüências negativas associadas a esse fenômeno.

Cientistas dos EUA, baseados em 40 anos de experiência, calcularam que, se o isolamento do transformador estiver em estado seco, o sedimento não ocorre.

O principal objetivo da regeneração é a restauração do óleo do transformador e não a secagem do isolamento. Na prática, é impossível secar o isolamento sólido durante o período de regeneração. Isto é devido ao fato de que, para alcançar um estado super seco, é necessário gastar uma quantidade significativa de tempo.

A umidade pode deixar o isolamento durante a secagem por difusão térmica, cujo objetivo é restaurar o equilíbrio entre o isolamento e o óleo. O encolhimento da isolação sob condições normais de operação é lento o suficiente e depende do nível de difusão da água através do isolamento sólido.

Remova a sujeira das partes ativas do transformador

O acúmulo de sujeira ocorre nas fibras de celulose do sistema de isolamento. Para criar condições para sua solubilidade no processo de limpeza, o óleo deve ser aquecido a uma temperatura na qual atuará como solvente para seus próprios produtos de decomposição. O aquecimento garante que a sujeira anteriormente dissolvida seja removida durante a regeneração e o próprio óleo seja limpo.

Perda de compostos de furano

Durante a regeneração e purificação do óleo do transformador, os compostos de furano são destruídos, que são usados na análise para o estado atual e a vida útil prevista do isolamento. Este estudo é realizado antes da limpeza. Após as operações de limpeza e regeneração, uma nova linha de base é estabelecida para controlar os compostos de furano. Conclusões com base em testes subseqüentes são feitas com base na presença de um nível já novo e especificado.

A remoção dos compostos aromáticos

A maioria dos requisitos existentes regulam a presença de compostos aromáticos no óleo a um nível não superior a 3%. Se este valor for excedido, eles podem reduzir as forças dielétricas e de impulso e, simultaneamente, melhorar a capacidade de dissolução da maioria dos materiais de isolamento sólidos no óleo.

Repartição do isolamento

Regeneração é precedida pelo preenchimento de todo o sistema com óleo. O óleo antigo é bombeado para fora da parte inferior do transformador e o limpo passa pelo tanque de expansão. Mantém um nível constante de óleo no transformador.

Para a circulação do óleo não precisa fazer esforços significativos. Contaminantes não são devolvidos ao transformador: somente óleo filtrado puro é entregue lá.

A limpeza do óleo do transformador é um processo completo e demorado de dissolução e remoção de sujeira de um transformador.

Danos ao óleo do transformador

Ao aquecer o óleo do transformador para dissolver os produtos de decomposição, somente a regulação automática do processo de aumento de temperatura é usada para excluir a oxidação térmica e a destruição do produto. Equipamentos bem projetados garantem uma limpeza segura e econômica do óleo do transformador. Caso contrário, o meio isolante pode ser danificado no aparelho de aquecimento ou oxidado usando centrifugadores.

Testes Recomendados de Óleo de Transformador

Em conclusão, análises de gás e umidade no óleo e pesquisas sobre capacidade de penetração.

Tecnologia recomendada de operação do óleo de transformador

A regeneração é uma parte essencial da manutenção preventiva. Portanto, esta operação deve ser realizada antes que o óleo do transformador atinja um nível de deterioração que possa levar a danos no isolamento. Se você seguir totalmente o programa de manutenção do transformador, o acúmulo de umidade e sujeira não ocorrerá.

No caso em que o transformador ainda não atingiu a metade da vida útil planejada, ele deve necessariamente ser submetido à manutenção preventiva. Equipamentos mais antigos não podem ser deixados sem reparo. Transformadores que estão em serviço há mais de 40 anos, mas com um valor de ponto de orvalho abaixo de 210, podem ser limpos. A principal condição é estar em condições de funcionamento.

A primeira regeneração fornece uma garantia de operação confiável do transformador sem manutenção por um período de 5 a 10 anos. Se todas as medidas preventivas forem realizadas corretamente, então podemos nos limitar a uma verificação anual do óleo e, em alguns casos, um pós-tratamento adicional após a regeneração.

Os principais critérios para regeneração ao conectar:

  • a ausência de água salgada no transformador;
  • resistência dielétrica não inferior a 18 kW;
  • teor de umidade é superior a 40 ppm;
  • nenhuma sobrecarga do transformador em caso de condições ruins de óleo do transformador.

Se todos os critérios acima não forem observados no estágio inicial, a regeneração pode ser realizada sem conexão.

Conclusões

A manutenção de transformadores com a ajuda do equipamento GlobeCore permite prolongar a sua vida útil quando:

  • Número de ácido até 0,1 mg KOH / g.
  • Condição de agravamento do óleo.

  • A presença de umidade no isolamento sólido.
  • Isolamento sujo e danificado.

Se todas essas condições forem atendidas, a vida útil do transformador pode ser aumentada em 15 a 20 anos.