Determinazione di quando sostituire l'olio nei trasformatori di potenza trifase in bagno d'olio
In qualità di fornitore di trasformatori di potenza trifase in bagno d'olio, comprendere i criteri di sostituzione dell'olio in questi trasformatori è fondamentale. L'olio in un trasformatore di potenza immerso in olio trifase svolge molteplici funzioni importanti. Agisce come mezzo isolante, prevenendo la rottura elettrica tra le diverse parti del trasformatore, e anche come refrigerante per dissipare il calore generato durante il funzionamento del trasformatore. Tuttavia, nel tempo, l'olio può degradarsi e, quando ciò accade, deve essere sostituito per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente del trasformatore.
Modifiche della composizione chimica
La composizione chimica dell'olio è un fattore primario nel determinare se è necessaria la sostituzione. Uno dei cambiamenti chimici più significativi è l'ossidazione dell'olio. L'ossidazione avviene quando l'olio reagisce con l'ossigeno in presenza di calore e catalizzatori metallici. L'olio ossidato forma morchie e acidi. Come sappiamo, la formazione di fanghi può ostruire i passaggi di raffreddamento del trasformatore, riducendone l'efficienza di raffreddamento e portando potenzialmente al surriscaldamento. Gli acidi prodotti dall'ossidazione possono corrodere i componenti interni del trasformatore, come gli avvolgimenti e il nucleo, riducendo notevolmente la durata del trasformatore.
Ad esempio, se il numero di acidità dell'olio supera 0,1 mg KOH/g, spesso è segno che l'olio ha subito un'ossidazione eccessiva e potrebbe essere necessario sostituirlo. L'analisi chimica regolare dell'olio può rilevare tempestivamente questi cambiamenti. Molti laboratori offrono servizi per analizzare le proprietà chimiche dell'olio del trasformatore, inclusi il numero di acidità, il contenuto di umidità e l'analisi dei gas disciolti. La nostra azienda vanta collaborazioni di lunga data con alcuni dei laboratori più rinomati per fornire analisi accurate e tempestive per i trasformatori dei nostri clienti.
Contenuto di umidità
L'umidità è un altro fattore critico. L'acqua può penetrare nell'olio del trasformatore attraverso vari mezzi, ad esempio dall'atmosfera durante la manutenzione o a causa di una perdita nel serbatoio del trasformatore. Anche una piccola quantità di umidità può ridurre significativamente la rigidità dielettrica dell'olio. La rigidità dielettrica dell'olio è la sua capacità di resistere ai guasti elettrici. Quando il contenuto di umidità è elevato, aumenta il rischio che si formino archi elettrici all'interno del trasformatore, che possono causare gravi danni.
Il contenuto di umidità accettabile nell'olio del trasformatore dipende generalmente dal livello di tensione del trasformatore. Per un trasformatore di potenza trifase immerso in olio, se il contenuto di umidità supera 20 ppm (parti per milione), si consiglia generalmente di intraprendere un'azione correttiva. Ciò può comportare l'essiccazione dell'olio in loco utilizzando attrezzature specializzate o la sostituzione totale dell'olio. Il nostro trasformatore a tenuta d'olio ad alte prestazioni è progettato con meccanismi di tenuta avanzati per ridurre al minimo l'ingresso di umidità, ma sono comunque necessari controlli regolari per garantire prestazioni ottimali.
Proprietà elettriche
Anche le proprietà elettriche dell’olio, come la rigidità dielettrica e il fattore di dissipazione, sono indicatori chiave. La rigidità dielettrica viene misurata applicando un'alta tensione su un campione di olio e determinando la tensione alla quale si verifica la rottura elettrica. Una bassa rigidità dielettrica indica che le proprietà isolanti dell'olio si sono deteriorate e potrebbe non essere in grado di prevenire la formazione di archi elettrici tra gli avvolgimenti del trasformatore o altri componenti.
Il fattore di dissipazione, noto anche come fattore di potenza, misura la quantità di energia elettrica che viene dissipata sotto forma di calore all'interno dell'olio. Un aumento del fattore di dissipazione può essere un segno di contaminazione, ossidazione o umidità nell'olio. Se la rigidità dielettrica scende al di sotto del valore minimo specificato (solitamente circa 30 kV per un intervallo di prova standard) o il fattore di dissipazione supera lo 0,5% a 90°C, si dovrebbe prendere in considerazione la sostituzione dell'olio.
Analisi dei gas disciolti (DGA)
L'analisi dei gas disciolti è un potente strumento per valutare le condizioni dell'olio del trasformatore. Diversi tipi di guasti all'interno del trasformatore possono produrre gas specifici nell'olio. Ad esempio, il surriscaldamento degli avvolgimenti può causare la decomposizione dell'olio, con conseguente produzione di gas come metano, etano ed etilene. L'arco elettrico può generare idrogeno e acetilene.
Analizzando la concentrazione e il rapporto di questi gas disciolti è possibile diagnosticare il tipo e la gravità del guasto. Se i livelli di alcuni gas superano i normali limiti operativi o se si verifica un improvviso aumento della produzione di gas, ciò potrebbe indicare un problema in via di sviluppo nel trasformatore. Quando il DGA mostra schemi di gas anomali in combinazione con altri segni di degrado dell'olio, come scarse proprietà elettriche o numeri di acidità elevati, spesso è necessaria la sostituzione dell'olio.
Cambiamenti meccanici e fisici
L'aspetto fisico dell'olio a volte può fornire indizi sulle sue condizioni. Se l'olio è diventato torbido o ha scolorito, potrebbe essere un segno di contaminazione. L'olio torbido può essere causato dalla presenza di umidità o particelle fini in sospensione. Un olio di colore scuro o annerito può indicare una grave ossidazione o la presenza di prodotti di decomposizione.
Inoltre, il livello dell'olio nel serbatoio del trasformatore dovrebbe essere monitorato regolarmente. Un calo significativo del livello dell'olio può suggerire una perdita nel serbatoio, che deve essere riparata immediatamente. Se il livello dell'olio è troppo basso, può esporre gli avvolgimenti e gli altri componenti all'aria, aumentando il rischio di ossidazione e guasti elettrici.
Effetti dell'invecchiamento e delle condizioni operative
Anche l'invecchiamento del trasformatore e le sue condizioni di funzionamento influenzano i criteri di sostituzione dell'olio. Un trasformatore in servizio da molto tempo ha maggiori probabilità di avere un olio degradato rispetto a uno nuovo. Allo stesso modo, i trasformatori che operano in ambienti difficili, come aree ad alta temperatura o elevata umidità, potrebbero subire una degradazione dell'olio più rapida.
Per i trasformatori più vecchi, anche se l'olio soddisfa tutti gli attuali standard chimici ed elettrici, potrebbe comunque essere utile sostituire l'olio come misura preventiva. Ciò può aiutare a prolungare la durata del trasformatore e ridurre il rischio di guasti imprevisti.
Perché scegliere i nostri trasformatori di potenza trifase in bagno d'olio
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Riferimenti
- Ingegneria dei trasformatori di potenza elettrica, terza edizione, di Turan Gonen
- Olio per trasformatori: proprietà, test e manutenzione, secondo gli standard della Commissione elettrotecnica internazionale (IEC).
- Manuale della tecnologia dei trasformatori: progettazione e applicazione, di George WT Arkkio