Kako silika gel odigra ulogu higroskopskog sredstva u ventilacionom sistemu transformatora

Uloga silikagela u sistemu disanja transformatora

Silikagel (Silica Gel) je često korišćen adsorbent sa odličnim hidrofobnim svojstvima, široko primenjen u električnoj opremi za sušenje i sprečavanje vlago. U sistemu disanja transformatora, silikagel glavno služi da apsorbuje vlagu iz zraka koji ulazi u rezervoar transformatora, sprečavajući da voda stigne do ulja i izolacionih materijala, time štiti izolacione performanse transformatora.

1. Radni princip silikagela

• Mehanizam adsorpcije: Silikagel ima veliki broj mikropora na svojoj površini, koji mogu adsorbirati molekule vode iz zraka. Dok zrak prođe kroz disač transformatora, vлага se apsorbira silikagelom, omogućavajući da suvi zrak uđe u rezervoar.

• Reverzibilnost: Proces adsorpcije silikagela je reverzibilan. Kada postane nasitio vlagom, može se regenerisati zagrevanjem, oslobađajući apsorbovanu vodu i vraćajući mu svojstvo hidrofobnosti. Ovo omogućava ponovnu upotrebu silikagela, proširujući njegov životni vek.

2. Primena silikagela u sistemu disanja transformatora

Disač: Transformatori obično imaju disač (poznat i kao sušilni disač) koji povezuje rezervoar s uljem sa atmosferom. Unutar disača, silikagel filtrira ulazni zrak, obezbeđujući da samo suvi zrak uđe u rezervoar. Kako se unutrašnja temperatura transformatora menja, pritisak unutar rezervoara takođe fluktuira, uzrokujući razmenu gasova između rezervoara i spoljašnjeg okruženja. Silikagel u disaču apsorbira vлагу iz zraka, sprečavajući da vlažan zrak uđe u rezervoar.

Sistem zategivanja: U nekim transformatorima, silikagel se takođe koristi kao sušilac u sistemu zategivanja kako bi se sprečilo da vлага uđe u rezervoar kroz loše zategnutim delovima.

Posledice nedovoljne kontrole vlage

Ako je kontrola vlage u transformatoru nedovoljna, vлага može ući u rezervoar i rastvoriti se u transformatorskom ulju ili depozitovati na izolacionim materijalima, dovodeći do niza problema koji mogu ozbiljno uticati na performanse i životni vek transformatora. Ispod su glavne posledice nedovoljne kontrole vlage:

1. Degradacija izolacionih performansi

• Uticaj na izolacione materijale: Vлага smanjuje dielektričnu čvrstoću transformatorskog ulja i čvrstih izolacionih materijala (poput papira i vlakana). Kako se sadržaj vlage povećava, dielektrična konstanta izolacionih materijala raste, a naponska čvrstoća pada, čime se povećava verovatnoća parcijalnih iskričenja ili kratak spoj.

• Ubrzano starenje: Vлага takođe ubrzava proces starenja izolacionih materijala, skraćujući životni vek transformatora. U uslovima visokih temperatura, vлага se može kombinovati sa oksidacionim produktima u ulju formirajući kiselinske tvari, što dodatno koriguje izolacione materijale.

2. Deterioracija kvaliteta ulja

• Prekomerna vлага u ulju: Kada vлага uđe u transformatorsko ulje, menjaju se fizička i hemijska svojstva ulja. Vлага potiče oksidacione reakcije u ulju, generišući kiselinske tvari i talože, što smanjuje antioksidativnu sposobnost i hladnjaksku efikasnost ulja.

• Ometa prenos toplote: Vлага smanjuje toplotnu provodljivost ulja, ometajući disipaciju toplote transformatora. To može dovesti do veće radne temperature, ubrzavajući starenje i oštećenje izolacionih materijala.

3. Parcijalna iskričenja i lukovite greške

• Parcijalna iskričenja: Vлага smanjuje naponsku čvrstoću ulja, posebno u visokonaponskim transformatorima, povećavajući verovatnoću parcijalnih iskričenja. Parcijalna iskričenja ne samo da oštećuju izolacione materijale, već mogu dovesti do lukovitih grešaka, uzrokujući iznenadne zaustavljanja transformatora.

• Lukovite greške: Značajno uvlaganje može dovesti do lukovitih grešaka, potencijalno uzrokujući požare ili eksplozije, predstavljajući značajne bezbednosne rizike za sistem snabdevanja strujom.

4. Korozija jezgra i vitanja

• Korozija metaličkih komponenti: Vлага koja uđe u rezervoar transformatora može doći u kontakt sa metaličkim komponentama, poput jezgra i vitanja, uzrokujući koroziju. Ovaj efekat se ubrzava kada ulje sadrži kiselinske tvari, oslabljujući mehaničku čvrstoću metaličkih komponenti i ometajući normalnu operaciju transformatora.

• Deformacija vitanja: Vлага može dovesti do mičenja ili naduvanja izolacionih slojeva vitanja, dovodeći do deformacije ili kratak spoj. U težim slučajevima, vitanja može biti potrebno zameniti, povećavajući troškove održavanja.

5. Uticaj na pouzdanost transformatora

• Česte zaustavljanja: Zbog degradiranja izolacionih performansi, deteriornisanja kvaliteta ulja i drugih problema, transformator može doživeti česte greške, zahtevajući zaustavljanja za održavanje, što može uticati na stabilnost i pouzdanost sistema snabdevanja strujom.

• Skraćeni životni vek: Dugotrajna nedovoljna kontrola vlage može ubrzati starenje transformatora, skraćujući njegov životni vek i povećavajući troškove održavanja i zamene.

Osiguranje efikasne kontrole vlage

Da bi se osigurala efikasna kontrola vlage i izbegli gore navedeni problemi, potrebne su sledeće mere:

• Redovno pregledanje stanja silikagela: Silikagel menja boju (obično sa plave na roze) kada apsorbira vлагу. Treba ga promeniti ili regenerisati prilikom nasitivanja kako bi se održala njegova sposobnost hidrofobnosti.

• Održavanje ventilacije disača: Osigurati da disač ostane nerazblokiran, dozvoljavajući da zrak prođe kroz silikagel za pravilno sušenje. Izbeći blokade koje bi mogle smetati protoku zraka.

• Jačanje zategivanja: Redovno pregledati sistem zategivanja transformatora kako bi se osiguralo da je rezervoar dobro zategnut, sprečavajući da vлага uđe kroz loše zategnute delove.

• Monitorisanje sadržaja vlage u ulju: Periodično uzimati uzorke i analizirati sadržaj vlage u transformatorskom ulju kako bi se rano detektirala nedovoljna kontrola vlage i poduzete korektivne akcije.

• Instalacija opreme za sušenje: Za velike transformatore ili one koji rade u vlažnim uslovima, razmotriti instalaciju opreme za sušenje (poput generatora suvog zraka) kako bi se jačila kontrola vlage.

Zaključak

Silikagel igra ključnu ulogu u sistemu disanja transformatora, efikasno apsorbirajući vлагу iz zraka koji uđe u rezervoar, štiti izolacione performanse i kvalitet ulja transformatora. Ako je kontrola vlage nedovoljna, vлага može ući u rezervoar, dovodeći do niza problema, uključujući degradiranje izolacionih performansi, deteriornisanje kvaliteta ulja, parcijalna iskričenja, koroziju metaličkih komponenti i smanjenje pouzdanosti i životnog veka transformatora. Stoga, osiguranje dobre kondicije silikagela i implementacija efikasnih mera kontrole vlage su ključni za održavanje sigurne i stabilne operacije transformatora.