Kako silegel igra vlogo higroskopskega sredstva v transformatorjem ventilacijskem sistemu?

Vloga silikagela v dihalnih sistemih transformatorjev

Silikagel (Silica Gel) je pogosto uporabljen adsorbent z odličnimi higroskopskimi lastnostmi, široko uporabljan v električni opremi za sušenje in zaščito pred vlago. V dihalnih sistemih transformatorjev silikagel glavno deluje tako, da absorbira vlago iz zraka, ki vstopa v napolnilo transformatorja, s tem preprečuje, da bi voda vstopila v olje in izolacijske materiale, tako varujejo izolacijsko zmogljivost transformatorja.

1. Delovanje silikagela

• Mehanizem adsorpcije: Silikagel ima veliko mikropor na svoji površini, ki lahko adsorbirajo molekule vode iz zraka. Ko zrak poteka skozi dihanje transformatorja, vlaga absorpira silikagel, kar omogoča, da suh zrak vstopi v napolnilo.

• Obrnljivost: Adsorpcijski proces silikagela je obrnljiv. Ko postane z naslavljen vlago, ga lahko obnovimo z ogrevanjem, s čimer se osvobodi absorbirana voda in obnovi njegova higroskopska zmogljivost. To omogoča, da se silikagel ponovno uporablja, kar podaljša njegov življenjski čas.

2. Uporaba silikagela v dihalnih sistemih transformatorjev

Dihanje: Transformatorji so tipično opremljeni z dihanjem (tudi znano kot sušilo), ki povezuje napolnilo z okoljem. Znotraj dihanja silikagel filtrira pritekajoči zrak, s tem zagotavlja, da vstopi le suh zrak v napolnilo. Ko se notranja temperatura transformatorja spremeni, se tudi tlak znotraj napolnila spreminja, kar povzroča menjavo plinov med napolnilom in zunanjim okoljem. Silikagel v dihanju absorbira vlago iz zraka, s tem preprečuje, da bi vlage naprta v napolnilo.

Zaprti sistem: V nekaterih transformatorjih se silikagel uporablja tudi kot sušilo v zaprtih sistemih, da prepreči, da bi vlaga vstopila v napolnilo skozi slabo zaprtne območja.

Posledice nedostatka kontrole vlage

Če je kontrola vlage v transformatorju nedostatna, lahko vlaga vstopi v napolnilo in se raztopi v transformatorskem olju ali se posadi na izolacijske materiale, kar povzroči vrsto težav, ki lahko hudo vplivajo na zmogljivost in življenjski čas transformatorja. Spodaj so glavne posledice nedostatka kontrole vlage:

1. Onesnaževanje izolacijske zmogljivosti

• Vpliv na izolacijske materiale: Vlaga zmanjša dielektrično trdoto transformatorskega olja in trditvenih izolacijskih materialov (kot so papir in vlakna). Ko se vsebnost vlage poveča, se dielektrična konstanta izolacijskih materialov poveča, padec napetosti pa zmanjša, kar poveča možnost delnih razbojev ali kratkih krivih.

• Pospešeno starenje: Vlaga pospešuje starenje izolacijskih materialov, kar skračuje življenjski čas transformatorja. V visokotemperaturnih pogoji se vlaga lahko združi z oksidacijskimi produkti v olju, da tvori kisline, ki nadalje korozijo izolacijske materiale.

2. Onesnaževanje kakovosti olja

• Prekomerna vlaga v olju: Ko vlaga vstopi v transformatorsko olje, spremeni fizične in kemijske lastnosti olja. Vlaga spodbuja oksidacijske reakcije v olju, s čimer se generirajo kisline in taloci, ki zmanjšajo odpornost olja proti oksidaciji in ohlajevalno učinkovitost.

• Zmanjšana toplotna prevodnost: Vlaga zmanjša toplotno prevodnost olja, kar vpliva na toplotno odvajanje transformatorja. To lahko povzroči višje delovne temperature, kar pospeši starenje in poškodbe izolacijskih materialov.

3. Delni razboji in lukovinske napake

• Delni razboji: Vlaga zmanjša padec napetosti olja, zlasti v visokonapetostnih transformatorjih, kar poveča možnost delnih razbojev. Delni razboji ne samo poškodujejo izolacijske materiale, ampak lahko tudi vodijo do lukovinskih napak, kar povzroči nenadne ustave transformatorja.

• Lukovinske napake: Severe vstop vlage lahko vodi do lukovinskih napak, ki lahko povzročijo požare ali eksplozije, kar predstavlja velike varnostne tveganja za elektroenergetski sistem.

4. Korozenija jedra in navijalnic

• Korozenija kovinskih komponent: Vlaga, ki vstopi v napolnilo transformatorja, lahko pride v stik s kovinskimi komponentami, kot so jedro in navijalnice, kar povzroči korozenijo. Ta učinek je pospešen, ko olje vsebuje kisline, ki oslabijo mehansko trdoto kovinskih komponent in vplivajo na normalno delovanje transformatorja.

• Deformacija navijalnic: Vlaga lahko povzroči, da se izolacijske sloje navijalnic zamenjajo ali nabrane, kar vodi do deformacije ali kratkih krivih navijalnic. V težjih primerih morda moramo zamenjati navijalnice, kar poveča stroške vzdrževanja.

5. Vpliv na zanesljivost transformatorja

• Pogoste ustave: Zaradi onesnažene izolacijske zmogljivosti, onesnažene kakovosti olja in drugih težav, transformator lahko doživi pogoste težave, za katere bo potrebno ustaviti za vzdrževanje, kar lahko vpliva na stabilnost in zanesljivost elektroenergetskega sistema.

• Skračen življenjski čas: Dolgoročen nedostatek kontrole vlage lahko pospeši starenje transformatorja, skračuje njegov življenjski čas in poveča stroške vzdrževanja in zamenjave.

Zaradi učinkovite kontrole vlage

Za zagotovitev učinkovite kontrole vlage in izogibanje zgornjim težavam so potrebne naslednje ukrepe:

• Redno pregledovanje stanja silikagela: Silikagel se ob absorbiranju vlage spremeni v barvo (običajno iz modre v roza). Ko postane naslavljen, ga je treba hitro zamenjati ali obnoviti, da se ohrani njegova higroskopska zmogljivost.

• Ohranjanje prozračnosti dihanja: Zagotovite, da ostane dihanje nepreprečeno, da zrak lahko poteka skozi silikagel za pravilno sušenje. Izognite se blokadam, ki bi lahko ovirale pretok zraka.

• Okrepiti zaprtje: Redno preverjajte zaprti sistem transformatorja, da zagotovite, da je napolnilo dobro zaprto, s tem preprečite, da bi vlaga vstopila skozi slabo zaprtne območja.

• Nadzor vsebnosti vlage v olju: Redno vzorčite in analizirajte vsebnost vlage v transformatorskem olju, da zaznete nedostatke kontrole vlage in sprejmete popravne ukrepe.

• Namestite opremo za sušenje: Za velike transformatorje ali tiste, ki delujejo v vlagečem okolju, razmislite o namestitvi opreme za sušenje (kot so generatorji suhega zraka), da izboljšate kontrolu vlage.

Povzetek

Silikagel igra ključno vlogo v dihalnih sistemih transformatorjev, saj učinkovito absorbira vlago iz zraka, ki vstopa v napolnilo, s tem varuje izolacijsko zmogljivost in kakovost olja transformatorja. Če je kontrola vlage nedostatna, lahko vlaga vstopi v napolnilo, kar vodi do številnih težav, kot so onesnažena izolacijska zmogljivost, onesnažena kakovost olja, delni razboji, korozenija kovinskih komponent in zmanjšana zanesljivost in življenjski čas transformatorja. Zato je za zagotovitev varnega in stabilnega delovanja transformatorjev ključno, da ohranimo dobro stanje silikagela in izvedemo učinkovite ukrepe za kontrolo vlage.