Kako silika gel spona ulogu higroskopskog sredstva u sustavu ventilacije transformatora

Uloga silikagela u sistemu disanjeljenja transformatora

Silikagel (Silica Gel) je često korišteni adsorbent s izvrsnim vlažnosnim svojstvima, široko primjenjiv u električnom opremu za sušenje i sprečavanje vlage. U sistemima disanjeljenja transformatora, silikagel glavno funkcionira apsorbirajući vlagu iz zraka koji ulazi u spremnik transformatora, sprečavajući da voda stigne do ulja i izolacijskih materijala, time zaštitivši izolacijske performanse transformatora.

1. Načelo rada silikagela

• Mehanizam adsorpcije: Silikagel ima veliki broj mikropora na svojoj površini, koji mogu adsorbirati molekule vode iz zraka. Kako zrak prođe kroz disanjeljak transformatora, vлага se apsorbira silikagelom, omogućujući da suhi zrak uđe u spremnik.

• Reverzibilnost: Proces adsorpcije silikagela je reverzibilan. Kada postane nasitjen vlagom, može se regenerirati zagrijavanjem, oslobađajući apsorbiranu vodu i obnavljajući svoju vlažnosnu sposobnost. To omogućuje ponovnu upotrebu silikagela, produžujući njegov životni vijek.

2. Primjena silikagela u sistemima disanjeljenja transformatora

Disanjeljak: Transformatori obično imaju disanjeljak (poznat i kao sušilni disanjeljak) koji povezuje spremnik s uljem s atmosferom. Unutar disanjeljka, silikagel filtrira dolazni zrak, osiguravajući da samo suhi zrak uđe u spremnik. Kako se unutarnja temperatura transformatora mijenja, pritisak unutar spremnika također fluktuira, uzrokujući razmjenu plinova između spremnika i vanjske okoline. Silikagel u disanjeljku apsorbira vlagu iz zraka, sprečavajući da vlažan zrak uđe u spremnik.

Sustav siguranja: U nekim transformatorima, silikagel se također koristi kao sušilo u sustavu siguranja kako bi se sprečilo da vlažnost uđe u spremnik kroz loše zatvorene područje.

Posljedice nedostatnog kontrole vlažnosti

Ako je kontrola vlažnosti u transformatoru nedostatna, vlažnost može ući u spremnik i otopiti se u ulju transformatora ili se depositirati na izolacijskim materijalima, što može dovesti do niza problema koji teško mogu utjecati na performanse i životni vijek transformatora. Evo glavnih posljedica nedostatne kontrole vlažnosti:

1. Degradacija izolacijskih performansi

• Utjecaj na izolacijske materijale: Vlažnost smanjuje dielektričnu čvrstoću i transformator ulja i čvrstih izolacijskih materijala (poput papira i vlakana). S porastom sadržaja vlažnosti, dielektrična konstanta izolacijskih materijala raste, a naponska čvrstoća pada, čime se povećava vjerojatnost djelomičnih raspršivanja ili kratičnih spojeva.

• Ubrzano starenje: Vlažnost također ubrzava proces starenja izolacijskih materijala, skraćujući životni vijek transformatora. U uvjetima visoke temperature, vlažnost se može kombinirati s oksidacijskim produktima u ulju formirajući kiseline, koje dodatno korode izolacijske materijale.

2. Deterioracija kvalitete ulja

• Prekomjerna vlažnost u ulju: Kada vlažnost uđe u ulje transformatora, mijenja fizička i kemija ulja. Vlažnost potiče oksidacijske reakcije u ulju, generirajući kiseline i talože, što smanjuje antioksidativnu sposobnost i hladnjeg učinka ulja.

• Ometa toplinsku provodljivost: Vlažnost smanjuje toplinsku provodljivost ulja, utječeći na odvajanje topline transformatora. To može dovesti do veće radne temperature, ubrzavajući starenje i oštećenje izolacijskih materijala.

3. Djelomična raspršivanja i lukoviti grešci

• Djelomična raspršivanja: Vlažnost smanjuje naponsku čvrstoću ulja, posebno u visokonaponskim transformatorima, povećavajući vjerojatnost djelomičnih raspršivanja. Djelomična raspršivanja ne samo oštećuju izolacijske materijale, već mogu dovesti i do lukovitih grešaka, uzrokujući iznenadne zaustavljanja transformatora.

• Lukoviti grešci: Značajna penetracija vlažnosti može dovesti do lukovitih grešaka, potencijalno uzrokujući požare ili eksplozije, predstavljajući značajne sigurnosne rizike za energetski sustav.

4. Korozija jezgra i zavoja

• Korozija metalnih komponenti: Vlažnost koja uđe u spremnik transformatora može doći u kontakt s metalnim komponentama poput jezgra i zavoja, uzrokujući koroziju. Ovaj efekt se ubrzava kada ulje sadrži kiseline, oslabljujući mehaničku čvrstoću metalnih komponenti i utječeći na normalno funkcioniranje transformatora.

• Deformacija zavoja: Vlažnost može uzrokovati mičenje ili otapanje izolacijskih slojeva zavoja, dovelo do deformacije zavoja ili kratičnih spojeva. U težim slučajevima, zavoje može biti potrebno zamijeniti, povećavajući troškove održavanja.

5. Utjecaj na pouzdanost transformatora

• Česti zaustavi: Zbog degradacije izolacijskih performansi, deterorirane kvalitete ulja i drugih problema, transformator može doživjeti česte greške, zahtijevajući zaustave za održavanje, što može utjecati na stabilnost i pouzdanost energetskega sustava.

• Skraćeni životni vijek: Dugotrajna nedostatna kontrola vlažnosti može ubrzati starenje transformatora, skraćujući njegov životni vijek i povećavajući troškove održavanja i zamjene.

Osiguranje učinkovite kontrole vlažnosti

Da bi se osigurala učinkovita kontrola vlažnosti i izbjegli gornji problemi, potrebne su sljedeće mjere:

• Redovito pregledanje stanja silikagela: Silikagel mijenja boju (obično s plave na roze) kada apsorbira vlagu. Treba ga zamijeniti ili regenerirati brzo kada postane nasitjen kako bi se održala njegova vlažnosna sposobnost.

• Održavanje ventilacije disanjeljka: Osigurati da disanjeljak ostane neprepojen, omogućujući da zrak prođe kroz silikagel za pravilno sušenje. Izbjegavati blokade koje bi mogle sprječiti protok zraka.

• Jačanje siguranja: Redovito pregledavati sustav siguranja transformatora kako bi se osiguralo dobro zatvoreno spremište, sprečavajući da vlažnost uđe kroz loše zatvorena područja.

• Praćenje sadržaja vlažnosti u ulju: Periodično uzorkovati i analizirati sadržaj vlažnosti u ulju transformatora kako bi se ranije detektirala nedostatna kontrola vlažnosti i poduzeti ispravne akcije.

• Instalacija opreme za sušenje: Za velike transformatore ili one koji operiraju u vlažnim okruženjima, razmotriti instalaciju opreme za sušenje (poput generatora suhog zraka) kako bi se poboljšala kontrola vlažnosti.

Sažetak

Silikagel igra ključnu ulogu u sistemima disanjeljenja transformatora, učinkovito apsorbirajući vlagu iz zraka koji ulazi u spremnik, zaštitivši izolacijske performanse i kvalitetu ulja transformatora. Ako je kontrola vlažnosti nedostatna, vlažnost može ući u spremnik, dovodeći do niza problema poput degradacije izolacijskih performansi, deterorirane kvalitete ulja, djelomičnih raspršivanja, korozije metalnih komponenti i smanjenja pouzdanosti i životnog vijeka transformatora. Stoga je osiguranje dobrog stanja silikagela i implementacija učinkovitih mjeri kontrole vlažnosti bitna za održavanje sigurnog i stabilnog funkcioniranja transformatora.