V tomto článku popíšeme proces dehydratace transformátorového oleje. Dočtete se o nebezpečí vlhkosti v izolačním oleji, jaké druhy vlhkosti tam mohou být a dozvíte se o nejúčinnějších metodách odstranění této vlhkosti.

Současné normy pro testování transformátorového oleje upravují primární parametry a vlastnosti kapaliny, jako je barva transformátorového oleje, která je u nového nepoužitého oleje světle žlutá. Časem se barva mění, což znamená, že kvalita a vlastnosti oleje se zhoršují. Vyžaduje se také zkouška kyselosti transformátorového oleje, měření obsahu vlhkosti, dielektrické pevnosti a disipačního faktoru.

Každý z parametrů se časem při použití v transformátoru zhoršuje v důsledku velkého provozního zatížení (vysoká teplota, vysoká síla elektromagnetického pole atd.) a přítomnosti nečistot, jako je voda, plyn, pevné částice, kal atd. Otázka je: jak vrátit vlastnosti dobrého transformátorového oleje?

Nebezpečí vody

Voda v transformátorovém oleji vede k řadě nežádoucích důsledků:

• snížená dielektrická pevnost a stabilita částečného výboje;
• intenzivní stárnutí papírové izolace;
• urychlení oxidace oleje;
• zvýšená tvorba uhlíku s elektrickým obloukem;
• zvýšená koroze kovových částí transformátoru způsobená olejem;
• snížená tekutost oleje při vyšších teplotách.

Těm se lze vyhnout plánovanou kontrolou obsahu vlhkosti a dehydratace transformátorového oleje.

Jak se voda dostává do transformátorového oleje

Voda se může do oleje dostat dvěma způsoby. Tím prvním je atmosféra. Druhým je voda z celulózové izolace a olej, který vzniká v důsledku procesů stárnutí. Pokud je transformátor trvale provozován s plnou zátěží, jeho izolační systém zestárne přibližně za 20-30 let. Během této doby se uvolní až 0,5-0,75 % hmotnosti izolace jako voda.

Voda v transformátorovém oleji může být v jedné z následujících forem:

• voda se usadila na dně chladicí nádrže (volná voda). Neovlivňuje dielektrickou pevnost, ale je stále nežádoucí, protože to znamená, že v oleji je také přítomna rozpuštěná voda;
• rozpuštěná voda výrazně snižuje dielektrickou pevnost oleje (do oleje se obvykle dostává z atmosféry);
• – vázaná voda je jedním z prvních příznaků stárnutí oleje, který je jedním z výsledků oxidace oleje. Při zvýšených teplotách vlivem ohřevu transformátoru se vázaná voda mění v páru;
• emulgovaná voda je směs transformátorového oleje se submikroskopickými kapičkami vody, které nelze od oleje oddělit zahřátím, usazením ani filtrací.

Dehydratace transformátorového oleje musí snížit koncentraci vody na úrovně povolené pro další použití dielektrické kapaliny a obnovit dielektrickou pevnost oleje na požadované výkonové parametry.

Testování vlhkosti transformátorového oleje

Testování transformátorového olejese provádí jak pro nový produkt, tak pro regenerovaný olej. Obsah vody je součástí testování v obou případech.

Znalost množství vody v oleji vypovídá o jeho kvalitě a poskytuje informace o příčinách zhoršení dielektrické pevnosti oleje a pevné izolace.

Nejvyšší povolená koncentrace vody v transformátorovém oleji závisí na typu zařízení; v průměru není povoleno více než 10–20 ppm (gramů na tunu). Detekce tak malého množství vody není jednoduchá a metody používané pro testování musí být vysoce přesné a citlivé. Vyšší koncentrace vody může způsobit poruchu transformátoru dehydratace transformátorového oleje je povinným opatřením.

Některé z nejběžnějších metod měření množství vody v transformátorovém oleji jsou:

• KF filtrace;
• plynová chromatografie;
• hmotnostní spektrometrie;
• metoda hydridu vápenatého;
• fotoakustická spektroskopie.

Dehydratace transformátorového oleje – základní metody

Dříve nejběžnější dehydratace transformátorového oleje procesy byly centrifugace a filtrace. V prvním případě odstředivá síla rozděluje zpracovávané médium do několika vrstev. Centrifugy mohou odstranit pouze emulgovanou vodu. To nestačí, takže proces se obvykle používá pouze jako předběžná fáze čištění oleje. Kromě toho jsou centrifugy docela náročné na energii.

Průchod oleje přes kalolisy má také svá omezení, konkrétně nízkou rychlost zpracování, nutnost často měnit filtrační média a kontakt oleje se vzduchem, který způsobuje oxidaci.

Použití zeolitových sorbentových jednotek výrazně zlepšuje dielektrickou pevnost oleje a jeho kvalitu dehydratace transformátorového oleje. GlobeCore vyrábí MCU zeolitové jednotky typu, určené pro různé rychlosti zpracování. Tato jednotka dehydratuje olej průchodem přes molekulární síta v sorbentových patronách naplněných granulovaným zeolitem.

Použití zeolitu pro dehydrataci transformátorového oleje prokázalo svou vysokou účinnost. Pouhý jeden cyklus přes jednotku MCU může zlepšit dielektrickou pevnost transformátorového oleje z 8-10 na 50 kV.

Další účinná metoda dehydratace transformátorového oleje zahrnuje vysokou teplotu a vakuum. Nejprve se olej zahřeje; horký olej prochází do vakuové komory. Kombinovaný vliv teploty a vakua způsobuje intenzivní emise vody a plynu z oleje, který se rozprostírá jako tenký film na površích uvnitř vakuové komory. Princip tepla a vakua se používá pro dehydrataci transformátorového oleje v GlobeCore CMM jednotky. Tento typ zařízení je účinnější a spolehlivější než odstředivky. Kromě toho spotřebuje 3-4krát méně elektrické energie.