Paano gumagamit ng silica gel bilang hygroscopic agent sa ventilation system ng transformer?

Ang Papel ng Silica Gel sa mga Sistema ng Paghinga ng Transformer

Ang silica gel (Silica Gel) ay isang karaniwang ginagamit na adsorbent na may mahusay na katangian sa pag-adsorbo ng tubig, malawakang inilalapat sa mga kagamitan ng enerhiya para sa pagdudry at pag-iwas sa pagpasok ng tubig. Sa mga sistema ng paghinga ng transformer, ang pangunahing tungkulin ng silica gel ay upang i-adsorbo ang tubig mula sa hangin na pumapasok sa tangki ng transformer, upang maiwasan na pumasok ang tubig sa langis at materyales ng insulation, at sa gayon ay maprotektahan ang kakayahan ng insulation ng transformer.

1. Pamamaraan ng Paggana ng Silica Gel

• Mekanismo ng Adsorption: Ang silica gel ay may maraming mikropores sa ibabaw nito, na maaaring i-adsorbo ang mga molekula ng tubig mula sa hangin. Habang lumilipas ang hangin sa pamamagitan ng breather ng transformer, ang tubig ay i-adsorbo ng silica gel, nagpapayag sa dry air na pumasok sa tangki.

• Reversibility: Ang proseso ng adsorption ng silica gel ay reversible. Kapag ito ay natapos na mag-adsorbo ng tubig, maaari itong muling makabalik sa orihinal na anyo sa pamamagitan ng pag-init, pinapayagan ito na ilabas ang na-adsorbong tubig at muling mapulihin ang kanyang kapabilidad sa pag-adsorbo ng tubig. Ito ay nagpapahintulot sa silica gel na muling gamitin, pagpapahaba ng habang buhay nito.

2. Pagsisikap ng Silica Gel sa mga Sistema ng Paghinga ng Transformer

Breather: Karaniwang nakakabit ang mga transformer ng isang breather (kilala rin bilang desiccant breather) na nag-uugnay sa tangki ng langis patungo sa kapaligiran. Sa loob ng breather, ang silica gel ay nagsisilbing filter sa papasok na hangin, siguraduhin na lamang ang dry air ang pumasok sa tangki. Habang nagbabago ang temperatura sa loob ng transformer, ang presyon sa loob ng tangki ay nagbabago din, nagdudulot ng gas exchange sa pagitan ng tangki at kapaligiran. Ang silica gel sa breather ay i-adsorbo ang tubig mula sa hangin, nagpapahintulot na hindi pumasok ang basa na hangin sa tangki.

Sealing System: Sa ilang mga transformer, ginagamit din ang silica gel bilang desiccant sa sealing system upang maiwasan ang pagpasok ng tubig sa tangki sa pamamagitan ng hindi mabuti na sealed na lugar.

Kasunod ng Hindi Sapat na Kontrol sa Humidity

Kung hindi sapat ang kontrol sa humidity sa isang transformer, maaaring pumasok ang tubig sa tangki at ma-dissolve sa langis ng transformer o ma-deposito sa materyales ng insulation, nagdudulot ng serye ng mga isyu na maaaring malubhang makaapekto sa performance at habang buhay ng transformer. Narito ang mga pangunahing kasunod ng hindi sapat na kontrol sa humidity:

1. Pagbagsak ng Kakayahan ng Insulation

• Pinsala sa Materyales ng Insulation: Ang tubig ay binabawasan ang dielectric strength ng langis ng transformer at solid na materyales ng insulation (tulad ng papel at fiber). Habang tumataas ang laman ng tubig, tumaas din ang dielectric constant ng materyales ng insulation, at bumababa ang breakdown voltage, nagpapahina ng partial discharges o short circuits.

• Mas Mabilis na Pagluma: Ang tubig ay mas mabilis na nagpapaluma ng materyales ng insulation, pagpapahaba ng habang buhay ng transformer. Sa mataas na temperatura, ang tubig ay maaaring sumama sa mga produkto ng oxidation sa langis upang mabuo ang mga acidic na substansya, mas mabilis pa ang corrosion ng materyales ng insulation.

2. Pagbagsak ng Kalidad ng Langis

• Excess Moisture sa Langis: Kapag pumasok ang tubig sa langis ng transformer, ito ay nagbabago ang pisikal at kimikal na katangian ng langis. Ang tubig ay nagpapahusay ng oxidation reactions sa langis, nagbuo ng mga acidic na substansya at precipitates, na binabawasan ang antioxidant capacity at cooling efficiency ng langis.

• Impaired Heat Transfer: Ang tubig ay binabawasan ang thermal conductivity ng langis, na nag-aapekto sa heat dissipation ng transformer. Ito ay maaaring magresulta sa mas mataas na operating temperatures, mas mabilis pa ang pagluma at pinsala sa materyales ng insulation.

3. Partial Discharge at Arc Faults

• Partial Discharge: Ang tubig ay binabawasan ang breakdown voltage ng langis, lalo na sa high-voltage transformers, nagpapataas ng posibilidad ng partial discharge. Ang partial discharge hindi lamang nagpapinsala sa materyales ng insulation, kundi maaari rin itong magresulta sa arc faults, nagdudulot ng biglaang shutdown ng transformer.

• Arc Faults: Ang malubhang pagpasok ng tubig ay maaaring magresulta sa arc faults, maaaring magdulot ng sunog o pagsabog, nagpapaharap ng malaking panganib sa sistema ng enerhiya.

4. Corrosion ng Core at Windings

• Corrosion ng Metal Components: Ang tubig na pumapasok sa tangki ng transformer ay maaaring makapag-ugnayan sa metal components tulad ng core at windings, nagdudulot ng corrosion. Mas mabilis ang epekto kapag ang langis ay may acidic na substansya, binabawasan ang mechanical strength ng mga metal components at nag-aapekto sa normal na operasyon ng transformer.

• Winding Deformation: Ang tubig ay maaaring gawing soft o tumaas ang insulation layers ng mga windings, nagdudulot ng winding deformation o short circuits. Sa malubhang kaso, maaaring kailanganin ang pagpalit ng mga windings, nagpapataas ng maintenance costs.

5. Epekto sa Reliability ng Transformer

• Frequent Shutdowns: Dahil sa pagbagsak ng kakayahan ng insulation, pagbagsak ng kalidad ng langis, at iba pang isyu, maaaring karanasan ng transformer ang madalas na mga fault, kailanganin ang shutdowns para sa maintenance, na maaaring mag-apekto sa estabilidad at reliability ng sistema ng enerhiya.

• Pagkasangkat ng Habang Buhay: Ang mahabang panahon ng hindi sapat na kontrol sa humidity ay maaaring mapabilis ang pagluma ng transformer, pagkasangkat ng habang buhay nito at pagtaas ng maintenance at replacement costs.

Pagsiguro ng Epektibong Kontrol sa Humidity

Upang masiguro ang epektibong kontrol sa humidity at maiwasan ang mga nabanggit na problema, kinakailangan ang mga sumusunod na hakbang:

• Regular Inspection ng Kalagayan ng Silica Gel: Ang silica gel ay nagbabago ng kulay (karaniwang mula blue to pink) kapag ito ay nags-adsorbo ng tubig. Dapat itong mabilisan na palitan o iregenerate kapag ito ay natapos na mag-adsorbo ng tubig upang mapanatili ang kanyang kapabilidad sa pag-adsorbo ng tubig.

• Maintain Breather Ventilation: Siguraduhin na walang hadlang ang breather, nagpapahintulot sa hangin na lumipas sa pamamagitan ng silica gel para sa tamang pagdudry. Iwasan ang mga blockages na maaaring mapigilan ang flow ng hangin.

• Strengthen Sealing: Regularly inspect the transformer's sealing system to ensure that the tank is well-sealed, preventing moisture from entering through poorly sealed areas.

• Monitor Moisture Content in Oil: Periodically sample and analyze the moisture content in the transformer oil to detect inadequate humidity control early and take corrective actions.

• Install Dehumidification Equipment: For large transformers or those operating in humid environments, consider installing dehumidification equipment (such as dry air generators) to enhance humidity control.

Buod

Ang silica gel ay may mahalagang papel sa mga sistema ng paghinga ng transformer sa pamamagitan ng epektibong pag-adsorbo ng tubig mula sa hangin na pumapasok sa tangki, protektado ang kakayahan ng insulation at kalidad ng langis ng transformer. Kung hindi sapat ang kontrol sa humidity, maaaring pumasok ang tubig sa tangki, nagdudulot ng serye ng mga isyu tulad ng pagbagsak ng kakayahan ng insulation, pagbagsak ng kalidad ng langis, partial discharge, corrosion ng metal component, at pagbawas ng reliability at habang buhay ng transformer. Kaya, mahalaga ang pagpapanatili ng mahusay na kalagayan ng silica gel at pag-implement ng epektibong hakbang sa kontrol ng humidity upang mapanatili ang ligtas at matatag na operasyon ng mga transformer.