Introduzione agli assorbitori di umidità per trasformatori

• funzionalità di baseIsola e rimuove l'umidità e le impurità dall'aria che entra nel conservatore dell'olio del trasformatore per mantenere l'elevata rigidità dielettrica dell'olio isolante e per rallentare il processo di invecchiamento del materiale isolante solido.

• Principio di funzionamentoUtilizza l'effetto di “respirazione” prodotto dall'espansione e dalla contrazione termica dell'olio isolante all'interno del trasformatore in seguito a variazioni delle condizioni operative e della temperatura ambiente. Assorbitore di umidità nel trasformatore “inalando” il gas in ingresso per un'efficace asciugatura e filtrazione.

• Componenti chiaveÈ costituito principalmente da un essiccante (di solito gel di silice che cambia colore) e da un paraolio per filtrare le impurità.

• evoluzione tecnologicaDal tradizionale assorbitore di umidità che si affida all'ispezione manuale e alla sostituzione periodica dell'essiccante, si è evoluto in un assorbitore di umidità intelligente e privo di manutenzione, con funzioni di monitoraggio in linea, riscaldamento e rigenerazione automatici e comunicazione a distanza.

• valore applicatoIn quanto accessorio di protezione fondamentale per garantire un funzionamento sicuro e affidabile a lungo termine del trasformatore, le sue prestazioni influiscono direttamente sul livello di isolamento e sulla durata complessiva del trasformatore.

I. Meccanismo fisico e rischi della respirazione dei trasformatori

I trasformatori di potenza in olio con serbatoi di conservazione dell'olio non sono completamente isolati dall'atmosfera. L'olio isolante, in quanto liquido, cambia notevolmente volume con la temperatura:

• Processo di espansione (espirazione)Quando il carico del trasformatore aumenta o la temperatura ambiente aumenta, la temperatura dell'olio aumenta e il volume si espande, causando l'aumento del livello dell'olio nel conservatore e la spremitura e lo scarico del gas sopra il conservatore attraverso l'igroscopio.

• Processo di contrazione (inalazione)Quando il carico diminuisce o la temperatura ambiente si abbassa, la temperatura dell'olio diminuisce, il volume si riduce, il livello dell'olio nel conservatore diminuisce e si forma una pressione negativa all'interno, in modo che l'aria esterna venga aspirata attraverso l'igroscopio per bilanciare la differenza di pressione tra interno ed esterno.

Questo processo di scambio periodico di gas è noto come “respirazione” del trasformatore. Senza una protezione efficace, l'umidità e il particolato in sospensione contenuti nell'aria inspirata entrano direttamente nel conservatore dell'olio e infine penetrano nell'olio isolante del corpo del trasformatore. La presenza di umidità riduce drasticamente la tensione di ripartizione dell'olio isolante ed è il principale catalizzatore per l'accelerazione dell'invecchiamento idrolitico della carta isolante di cellulosa; mentre le impurità solide del particolato possono formare percorsi conduttivi sotto forti campi elettrici, innescando scariche interne. Pertanto, è fondamentale asciugare e purificare l'aria inspirata.

II. Assorbitori di umidità in silicone convenzionali

Gli igroscopi convenzionali sono i dispositivi di protezione di base più utilizzati e sono relativamente semplici nella costruzione e nel principio.

1. Componenti strutturali.

• involucriPer facilitare l'osservazione esterna dello stato del silicone all'interno, vengono solitamente utilizzati vetro trasparente o materiali in policarbonato ad alta resistenza.

• essiccante:: Riempito internamente con materiali altamente efficaci per l'assorbimento dell'umidità.Silicone che cambia colore。

  • Privo di cobalto e rispettoso dell'ambiente (mainstream)Colore arancione quando è asciutto, diventa gradualmente verde scuro quando è saturo di umidità.

  • Contenente cobalto (eliminato gradualmente)Blu quando è asciutto, diventa rosa quando è saturo di umidità.

• Guarnizioni dell'olioSul fondo dell'unità è presente una coppa dell'olio, che viene riempita con una quantità adeguata di olio isolante per formare una guarnizione.

2. Flusso di lavoro.
Durante la fase di “aspirazione”, l'aria esterna passa prima attraverso il paraolio sul fondo. Il paraolio è in grado di filtrare efficacemente la maggior parte delle polveri e delle impurità solide presenti nell'aria. Successivamente, l'aria entra nel guscio verso l'alto e passa attraverso lo strato essiccante di gel di silice, dove le molecole d'acqua presenti nell'aria vengono fisicamente adsorbite dalla struttura porosa del gel di silice, realizzando così l'essiccazione. Infine, l'aria pulita e secca entra nel conservatore dell'olio del trasformatore.

Assorbitore di umidità intelligente che non richiede manutenzione

Gli assorbitori di umidità tradizionali si affidano a ispezioni e manutenzioni periodiche manuali, con il rischio che una manutenzione intempestiva porti a un guasto della protezione. Gli assorbitori di umidità intelligenti e privi di manutenzione raggiungono un funzionamento automatizzato integrando sensori, controllori e sistemi di rigenerazione.

1. Principi di funzionamento.
Il cuore del dispositivo è il ciclo di “monitoraggio online e rigenerazione automatica”.

• Monitoraggio onlineSensore di umidità ad alta precisione incorporato per misurare in tempo reale l'umidità relativa dell'aria che è stata essiccata e trattata per entrare nel conservatore dell'olio.

• controllo intelligenteQuando il controllore rileva che l'umidità dell'aria in uscita supera la soglia di sicurezza preimpostata (indicando una diminuzione della capacità di assorbimento dell'umidità del gel di silice), viene automaticamente avviato il processo di rigenerazione.

• auto-rigenerazioneIl controllore attiva un sistema di riscaldamento elettrico interno (ad es. riscaldatore PTC) per riscaldare il gel di silice saturo di umidità. Sotto l'effetto dell'alta temperatura, l'umidità adsorbita nel gel di silice viene evaporata ed espulsa nell'atmosfera. Una volta completata la rigenerazione, il gel di silice riacquista la sua secchezza e la sua capacità di assorbire l'umidità.

• Bypass e isolamentoDurante la rigenerazione, un sistema di valvole interne assicura che il vapore acqueo proveniente dal riscaldamento venga espulso verso l'esterno e non entri nel trasformatore. Allo stesso tempo, il trasformatore può continuare a respirare normalmente attraverso una camera di essiccazione di riserva o un canale di bypass.

• comunicazioni remoteIl dispositivo è solitamente configurato con un'interfaccia RS-485 o Ethernet, in grado di caricare lo stato di funzionamento, i dati sull'umidità e le informazioni sugli allarmi nel sistema di automazione della sottostazione e di realizzare il monitoraggio remoto in condizioni di funzionamento non presidiato.

IV. Confronto delle prestazioni tecniche

Domande frequenti (FAQ)

1. Come posso capire quando il silicone di un umidificatore convenzionale deve essere sostituito?
Normalmente, quando più di 2/3 del volume di gel di silice in un assorbitore di umidità cambia colore da secco (arancione) a saturo (verde scuro), ciò indica una riduzione significativa della capacità di assorbimento dell'umidità e la sostituzione o l'essiccazione fuori linea del gel di silice per la rigenerazione deve essere organizzata immediatamente.

2. A cosa serve la coppa dell'olio sul fondo dello sfiatatoio di disidratazione? Quali sono i requisiti del livello dell'olio?
La coppa dell'olio ha due funzioni principali: una è quella di effettuare una filtrazione preliminare dell'aria inspirata per rimuovere polvere e altre impurità particellari; l'altra è quella di formare una guarnizione d'olio per impedire il contatto diretto e continuo tra il gel di silice e l'atmosfera esterna e rallentare la velocità della sua naturale umidità. Il livello dell'olio deve essere mantenuto tra le linee di scala segnate sulla coppa dell'olio; se troppo basso perde l'effetto filtrante e sigillante, se troppo alto può risucchiare l'olio nella camera dell'essiccante quando viene aspirata una grande quantità di aria.

3. Perché il silicone blu è stato eliminato?
Il gel di silice blu convenzionale utilizza il cloruro di cobalto come sviluppatore del colore. È stato dimostrato che il cloruro di cobalto è potenzialmente dannoso per l'ambiente e la salute umana. Pertanto, per motivi ambientali e di salute e sicurezza sul lavoro, si è passati all'uso di silicone arancione privo di cobalto.

4. Tutti i trasformatori in olio sono dotati di assorbitori di umidità?
No. Solo i trasformatori con armadi di stoccaggio dell'olio devono essere dotati di assorbitori di umidità. Mentre la struttura completamente sigillata del trasformatore (come l'uso di un serbatoio d'olio ondulato o di una vescica d'azoto incorporata) isola l'interno e l'atmosfera, attraverso la deformazione elastica del serbatoio stesso per compensare la variazione di volume dell'olio, non c'è bisogno di un assorbitore di umidità.