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

Ang Paggamit ng Silica Gel sa mga Respiratory System ng Transformer

Ang silica gel (Silica Gel) ay isang karaniwang ginagamit na adsorbent na may mahusay na katangian sa pag-amo ng tubig, malawakang ipinapakilala sa mga power equipment para sa pagdudry at pagsasanggalang laban sa pagkakalubhang. Sa mga respiratory system ng transformer, ang pangunahing tungkulin ng silica gel ay upang i-adsorb ang tubig mula sa hangin na pumapasok sa tangki ng transformer, nagpapahinto sa pagpasok ng tubig sa langis at materyales ng insulation, na siyang nagpaprotekta sa kakayahan ng insulation ng transformer.

1. Prinsipyong Paggamit ng Silica Gel

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

• Reversibility: Ang proseso ng adsorption ng silica gel ay reversible. Kapag ito ay natapos na sumipsip ng tubig, maaari itong muling ma-regenerate sa pamamagitan ng pag-init, inilililis ang in-adsorb na tubig at muling binabalik ang kanyang kakayahan sa pag-amo ng tubig. Ito ay nagbibigay-daan para muling gamitin ang silica gel, na nagpapahaba sa kanyang serbisyo.

2. Paggamit ng Silica Gel sa Respiratory System ng Transformer

Breather: Karaniwan ang mga transformer ay mayroong breather (kilala rin bilang desiccant breather) na nag-uugnay sa oil tank sa atmospera. Sa loob ng breather, ang silica gel ay nagsisilbing filter sa papasok na hangin, sigurado na tanging dry air lamang ang pumapasok sa tangki. Habang ang temperatura sa loob ng transformer ay nagbabago, ang presyon sa loob ng tangki ay nagbabago din, nagdudulot ng gas exchange sa pagitan ng tangki at panlabas na kapaligiran. Ang silica gel sa breather ay i-adsorb ang tubig mula sa hangin, nagpapahinto sa wet air na pumasok sa tangki.

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

Kasunod ng Hindi Sapat na Kontrol ng Humidity

Kung ang kontrol ng humidity sa isang transformer ay hindi sapat, maaaring pumasok ang tubig sa tangki at mag-dissolve sa langis ng transformer o mag-deposito sa mga materyales ng insulation, nagdudulot ng serye ng mga isyu na maaaring makakaapekto nang malubha sa performance at buhay ng transformer. Sa ibaba ang mga pangunahing kasunod ng hindi sapat na kontrol ng humidity:

1. Pagbaba ng Kakayahan ng Insulation

• Paggawa sa Materyales ng Insulation: Ang tubig ay binabawasan ang dielectric strength ng parehong langis ng transformer at solid na materyales ng insulation (tulad ng papel at fiber). Habang tumataas ang content ng tubig, ang dielectric constant ng mga materyales ng insulation ay tumataas, at ang breakdown voltage ay bumababa, nagpapataas ng posibilidad ng partial discharges o short circuits.

• Pagmabilis ng Aging: Ang tubig ay nagpapabilis din ng proseso ng aging ng mga materyales ng insulation, pumuputol sa buhay ng transformer. Sa kondisyong mataas na temperatura, ang tubig ay maaaring mag-combine sa mga oxidation products sa langis upang gumawa ng acidic substances, pa-lalo na korosyon ng mga materyales ng insulation.

2. Pagbaba ng Kalidad ng Langis

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

• Impaired Heat Transfer: Ang tubig ay binabawasan ang thermal conductivity ng langis, nakakaapekto sa heat dissipation ng transformer. Ito ay maaaring magresulta sa mas mataas na operating temperatures, nagpapabilis ng aging at pinsala sa mga 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 mga materyales ng insulation kundi maaari rin itong mag-lead sa arc faults, nagdudulot ng biglaang shutdown ng transformer.

• Arc Faults: Ang malubhang pagpasok ng tubig ay maaaring magresulta sa arc faults, potensyal na nagdudulot ng apoy o explosion, nagpapataas ng malaking safety risks sa power system.

4. Korosyon ng Core at Windings

• Korosyon ng Metal Components: Ang tubig na pumapasok sa tangki ng transformer ay maaaring makipag-ugnayan sa metal components tulad ng core at windings, nagdudulot ng korosyon. Ang epekto na ito ay nagiging mas mabilis kapag ang langis ay may acidic substances, binabawasan ang mechanical strength ng mga metal components at nakakaapekto sa normal na operasyon ng transformer.

• Winding Deformation: Ang tubig ay maaaring mag-soften o mag-swollen ang mga insulation layers ng windings, nagdudulot ng winding deformation o short circuits. Sa malubhang kaso, maaaring kailanganin ang replacement ng windings, nagpapataas ng maintenance costs.

5. Epekto sa Reliability ng Transformer

• Frequent Shutdowns: Dahil sa pagbaba ng kakayahan ng insulation, pagbaba ng kalidad ng langis, at iba pang isyu, maaaring magkaroon ng maraming pagkakamali ang transformer, nangangailangan ng shutdowns para sa maintenance, na maaaring makakaapekto sa stability at reliability ng power system.

• Shortened Lifespan: Ang mahabang panahon ng hindi sapat na kontrol ng humidity ay maaaring mapabilis ang aging ng transformer, pumuputol sa buhay nito at nagpapataas ng costs ng maintenance at replacement.

Paghahandog ng Epektibong Kontrol ng Humidity

Upang tiyakin ang epektibong kontrol ng humidity at iwasan ang mga nabanggit na problema, kinakailangan ang mga sumusunod na hakbang:

• Regular Inspection ng Kagamitan ng Silica Gel: Ang silica gel ay nagbabago ng kulay (karaniwan mula blue hanggang pink) kapag ito ay sumipsip ng tubig. Dapat itong palitan o iregenerate agad kapag ito ay nasaturate upang panatilihin ang kanyang kakayahan sa pag-amo ng tubig.

• Panatilihin ang Ventilation ng Breather: Siguraduhin na ang breather ay walang hadlang, pinapayagan ang hangin na lumipad sa pamamagitan ng silica gel para sa tamang pagdudry. Iwasan ang mga blockages na maaaring hadlangin ang flow ng hangin.

• Palakasin ang Sealing: Regular na inspeksyon sa sealing system ng transformer upang siguraduhin na ang tangki ay mabuti na sealed, nagpapahinto sa pagpasok ng tubig sa mga hindi mabuti na sealed na lugar.

• Monitor ang Content ng Tubig sa Langis: Periodic sampling at analysis ng content ng tubig sa langis ng transformer upang ma-detect ang hindi sapat na kontrol ng humidity nang maaga at gawin ang mga corrective actions.

• Install ng Dehumidification Equipment: Para sa malalaking transformers o yung mga nag-ooperate sa mahalumigmig na kapaligiran, isaalang-alang ang pag-install ng dehumidification equipment (tulad ng dry air generators) upang palakasin ang kontrol ng humidity.

Buod

Ang silica gel ay may mahalagang papel sa mga respiratory system ng transformer sa pamamagitan ng epektibong pag-adsorb ng tubig mula sa hangin na pumapasok sa tangki, nagpapahinto sa pagpasok ng tubig, nagpaprotekta sa kakayahan ng insulation at kalidad ng langis ng transformer. Kung ang kontrol ng humidity ay hindi sapat, maaaring pumasok ang tubig sa tangki, nagdudulot ng serye ng mga isyu tulad ng pagbaba ng kakayahan ng insulation, pagbaba ng kalidad ng langis, partial discharge, korosyon ng metal components, at pagbaba ng reliability at buhay ng transformer. Kaya, mahalagang tiyakin ang mabuting kondisyon ng silica gel at ipatupad ang epektibong mga hakbang sa kontrol ng humidity upang mapanatili ang ligtas at stable na operasyon ng mga transformer.