Rekuperace transformátorového oleje je mocným nástrojem v boji proti znečištění odpady. Každý rok se na světě vyprodukuje ohromující množství odpadního oleje. Bohužel, mnoho zemí ještě musí formulovat rozumné politiky pro nakládání s tímto typem odpadu, a proto se mnoho ropy vylije do půdy nebo vodních útvarů, což způsobuje nenapravitelné škody více než jedním způsobem. Za prvé, odpadní olej ve vodních útvarech zabíjí rostliny a živočichy, čímž se celé ekosystémy stávají neobyvatelnými. Za druhé, odpadní olej obsahuje karcinogenní látky, které působí na člověka. Ropné produkty se rozkládají velmi pomalu; čím déle je životní prostředí vystaveno odpadním olejům, tím těžší jsou následky. Správná regenerace nebo likvidace transformátorového oleje je zásadní.

Proces výroby transformátorového oleje

Pojďme se nejprve podívat do proces výroby transformátorového oleje. Toto vyšetření odhalí procesy, které se vyskytují v izolační kapalině uvnitř transformátorů.

Většina olejů používaných v dnešních transformátorech je minerálních, i když lze použít i syntetické oleje. První z nich jsou vyrobeny z destilátů ropy s bodem varu 300 až 400ºС při atmosférickém tlaku. Pouhá extrakce těchto destilátů nestačí, protože obsahují mnoho látek, které snižují oxidační stabilitu a dielektrickou pevnost oleje. Některé z nejproblematičtějších materiálů jsou asfalt a pryskyřice, sloučeniny síry a dusíku a nenasycené uhlovodíky. K jejich odstranění se destiláty dodatečně zpracují kyselinou sírovou a následnou neutralizací alkálií. Požadavky týkající se činitele rozptylu, hygroskopičnosti a odolnosti vůči plynům v korónovém výboji transformátorového oleje jsou obecně vyšší než průměrné. Požadované kvality je dosaženo zpracováním destilátů speciálními adsorpčními médii.

Proto proces výroby transformátorového oleje zahrnuje extrakci potřebných destilátů z ropy vícestupňovou destilací a čištění kyselinou sírovou a adsorbenty. Rekuperace transformátorového oleje je možné pouze tehdy, když je kvalita původního oleje dobrá.

Příčiny znehodnocení transformátorového oleje

Transformátorový olej ztrácí kvalitu jak během přepravy a skladování, tak během provozu. Prach, voda a plyny z okolního prostředí se do ropy dostávají při skladování nebo při přepravě ropy. I čerstvý olej od výrobce často vyžaduje čištění a odplynění před použitím v elektrických zařízeních.

Provoz transformátorového oleje ovlivňuje řada nepříznivých faktorů: silné elektromagnetické pole, vlhkost, vzdušný kyslík, poruchy mezi vinutími atd. Ty mají za následek oxidaci izolační kapaliny a snížení výkonu; olej již nedokáže oddělit komponenty pod napětím od zbytku zařízení, trpí také odvod tepla a ochrana pevné izolace před vlhkostí. Provoz transformátoru s degradovaným olejem může způsobit poškození, poruchy a nákladné opravy a prostoje.

Předejít takovým následkům lze dvěma způsoby: včasná výměna oleje popř regenerace transformátorového oleje.

Postup výměny transformátorového oleje

Potřeba provést postup výměny transformátorového oleje je určena analýzou vzorků oleje. Pokud jsou parametry oleje (číslo kyselosti, dielektrická pevnost, rozptylový faktor atd.) mimo limity norem a předpisů, je olej vyměněn nebo regenerován.

Postup výměny transformátorového oleje je docela dlouhá. Závisí na objemu transformátoru a může trvat několik hodin. Nejprve se olej vypustí speciálním otvorem ve spodní části transformátoru. Dalším krokem je odstranění zbývajícího starého oleje a produktů jeho stárnutí. K tomu se nádrž propláchne horkým olejem. Teprve poté lze do transformátoru nalít nový olej. Transformátory vyššího napětí vyžadují při plnění olejem vakuum.

Všimněte si, že ani postup výměny transformátorového oleje včetně propláchnutí nemůže ochránit nový olej před zbývajícími nečistotami. To je proč regenerace transformátorového oleje uvnitř nádrže transformátoru je tak dobrá volba. 

Systémy na čištění transformátorového oleje

Rozdíl mezi čištěním oleje a regenerací oleje je patrný. Čištění znamená odstranění nečistot, jako jsou pevné částice, voda, plyny atd. z oleje. Systémy na čištění transformátorového oleje se používají jak k přípravě izolačních kapalin před plněním zařízení, tak ke zlepšení jejich parametrů za provozu. Neexistuje žádná univerzální metoda, jak se vypořádat se všemi kontaminanty, které se mohou v oleji nacházet, proto zařízení na čištění oleje může být založeno na řadě procesů: filtrace, vakuum a ohřev.

Filtrace je čerpání oleje přes speciální zařízení (filtry) vybavené porézními bariérami, které zachycují nečistoty. Systémy na čištění transformátorového oleje obvykle obsahují kaskádu filtrů, přičemž každé další zařízení je jemnější než předchozí. To zlepšuje kvalitu filtrace a prodlužuje dobu před výměnou filtru.

Tepelné a vakuové zpracování se používá k odstranění vody a plynu z oleje. Bod varu vody je vyšší než u oleje a ohřev umožňuje odstranit vodní páru. Vakuum dále snižuje teplotu varu vody a extrahuje plyny z oleje.

Regenerace oleje je úplnější proces než čištění. Při dlouhodobém používání se v oleji hromadí látky spojené se stárnutím: produkty rozkladu, kyseliny, kaly, použité přísady a jejich vedlejší produkty. Pravidelné čištění nedokáže odstranit všechny tyto nečistoty. Regenerace transformátorového oleje zahrnuje několik fází:

• odstranění nečistot (částic, vlhkosti a plynu);
• selektivní odstraňování produktů stárnutí (produkty rozkladu, kyseliny, kal, gumy atd.);
• stabilizace antioxidačními přísadami.

Rekuperace transformátorového oleje je možné pouze s procesy regenerace oleje.

Zařízení pro regeneraci transformátorového oleje

Kromě čištění vyžaduje regenerace transformátorového oleje adsorpční úpravu. Jedná se o použití speciálních adsorpčních médií se schopností zachycovat z oleje produkty stárnutí, které mohou prosakovat vrstvou adsorbentu nebo je lze alternativně smíchat s materiálem (s následnou filtrací k oddělení adsorbentu od oleje).

Společnost GlobeCore vyvinula dva typy produktů regenerace transformátorového oleje: CMM-R a UVR. První používají Fullerovu zemi, kterou lze přímo uvnitř jednotky reaktivovat pro opětovné použití až 300krát. Kromě toho lze CMM-R připojit k transformátoru přímo, když je transformátor zapnutý nebo vypnutý. Olej lze zpracovávat v cyklech: kontaminovaný olej jde do jednotky, čistý olej se vrací z jednotky do transformátoru. Proud oleje účinně odplavuje produkty stárnutí oleje, které nelze odstranit pravidelným proplachováním při výměně izolační kapaliny. Jednotky UVR však používají jiný typ sorbentu, který lze reaktivovat přídavným zařízením.

Výhody GlobeCore regenerace transformátorového oleje technika:

• kompletní obnova transformátorového oleje do stavu jako u nového;
• starý transformátorový olej lze znovu použít;
• transformátorový olej lze používat mnohem déle;
• úspora na likvidaci oleje a nákup nového oleje;
• zlepšená spolehlivost provozu transformátoru a prodloužení životnosti transformátoru o 20-30 let.

Další podrobnosti o zařízení pro regeneraci transformátorového oleje GlobeCore:

CMM-R. Jednotka kompletně obnovuje transformátorový olej (jeho dielektrickou pevnost, rozptylový faktor, kyselost, vlhkost a obsah plynu), aby vyhovoval specifikacím. Adsorbent může být mnohokrát reaktivován.