Este post es complemento del publicado en este blog con el nombre.” Consideraciones sobre aceites de origen vegetal en Transformadores” disponible en el siguiente link::
http://imseingenieria.blogspot.com.es/2015/07/consideraciones-sobre-los-aceites-de.html.
El aceite vegetal (éster natural) utilizado como dieléctrico líquido para transformadores
tiene un punto de combustión de 360ºC y un punto de inflamación de 330ºC superior
a los valores que pueden obtenerse con otros fluidos tales como aceites de
silicona, ésteres sintéticos y por supuesto muy superiores a los aceites
minerales convencionales.
Esto evita la necesidad de instalar sistemas fijos de extinción de incendios en los centros de transformación, de acuerdo con RAT - ITC 14 apartado 5.1 b2).
Por otra parte, puede evitarse la construcción de fosos colectores, de acuerdo con RAT - ITC 14 apartado 5.1 a) e ITC 15 – 6.1 d), será suficiente con un sistema de recogida de posibles derrames, que impidan su salida al exterior.
Un punto importante, con respecto a la adopción del aceite vegetal en transformadores, es la durabilidad del papel aislante, o sea, la forma como este fluido aislante afecta la vida útil del aislamiento sólido. Estudios publicados demuestran que, bajo las mismas condiciones, el envejecimiento del papel kraft en aceite vegetal es mucho más lento que en aceite mineral convencional. Los principales factores de degradación del papel kraft en transformadores son: la temperatura (degradación termoquinética) y la cantidad de agua (degradación termo-hidrolítica).
En términos de saturación relativa, se debe obtener un punto de equilibrio
entre el papel y el aceite aislante en funcionamiento normal. Los ésteres
naturales pueden albergar una mayor cantidad de agua que los aceites minerales,
haciendo que haya mayor cantidad de agua desplazada del papel hacia el fluido.
Esta es una de las ventajas de los ésteres naturales utilizados como aislantes,
ya que hay un aumento significativo de la vida útil del papel.
Se han realizado pruebas comparativas de las tasas de envejecimiento del
papel termoestabilizado con aceite mineral y con éster natural, siendo esta
última significativamente más lenta. Se estima que el papel termoestabilizado
en un transformador con éster natural, con elevación promedio de temperatura de
85ºC, tiene la misma vida útil que un papel idéntico en un transformador con
aceite mineral con elevación promedio de temperatura de 65ºC. En otras palabras,
para una misma vida útil, el papel termoestabilizado impregnado con aceite
vegetal puede operar a una temperatura 20°C mayor que el papel con aceite
mineral. La importancia de este resultado es enorme en proyectos de nuevos
transformadores o en la repotenciación de transformadores usados, dado que el
efecto de extensión de la vida útil del aislamiento representa inmediatamente
menores costos del proyecto o el aumento de la vida útil del equipo.
Esto evita la necesidad de instalar sistemas fijos de extinción de incendios en los centros de transformación, de acuerdo con RAT - ITC 14 apartado 5.1 b2).
Por otra parte, puede evitarse la construcción de fosos colectores, de acuerdo con RAT - ITC 14 apartado 5.1 a) e ITC 15 – 6.1 d), será suficiente con un sistema de recogida de posibles derrames, que impidan su salida al exterior.
Un punto importante, con respecto a la adopción del aceite vegetal en transformadores, es la durabilidad del papel aislante, o sea, la forma como este fluido aislante afecta la vida útil del aislamiento sólido. Estudios publicados demuestran que, bajo las mismas condiciones, el envejecimiento del papel kraft en aceite vegetal es mucho más lento que en aceite mineral convencional. Los principales factores de degradación del papel kraft en transformadores son: la temperatura (degradación termoquinética) y la cantidad de agua (degradación termo-hidrolítica).
Cantidad de agua en el papel aislante
Capacidad del aceite vegetal en absorber el agua
Por otro lado, según datos obtenidos en pruebas de envejecimiento en
transformadores de distribución, 14 horas a un 40 por ciento de sobrecarga
representa un año de vida útil para un transformador con aceite mineral,
mientras que para el transformador con aceite vegetal, 20 horas a ese mismo
porcentaje de sobrecarga representa un año de vida útil. Analizando los
resultados obtenidos se determina que la vida útil de un transformador con
aceite vegetal es 42,86% superior a la vida útil de un transformador con aceite
mineral.
Al ser el aceite vegetal natural y biodegradable, se podrían reducir
significativamente los costos para su degradación. Diferentes pruebas mostraron
que un transformador con aceite vegetal, presenta mejores condiciones de
operación que los que contienen aceite mineral en su interior, por lo que se
recomienda el uso de aceite vegetal, con la finalidad de mejorar la eficiencia
de los transformadores de distribución, prolongar su vida útil, contribuir a la
disminución de fallos por sobrecarga y, en última instancia mejorar las
condiciones del servicio.
Otra de sus propiedades, es que el éster vegetal es totalmente miscible con el aceite mineral, lo que hace que sea posible la sustitución de los aceites minerales de una forma fácil y económica.
Otra de sus propiedades, es que el éster vegetal es totalmente miscible con el aceite mineral, lo que hace que sea posible la sustitución de los aceites minerales de una forma fácil y económica.
Entre sus inconvenientes se encuentra el no poder emplearse en
transformadores con respiración abierta a la atmosfera porque el enlace ester
no soporta el envejecimiento “gelifica”, por ello solo podrá utilizarse en
transformadores sellados.
Otro problema podría ser su
viscosidad, muy superior a la de los
aceites minerales (35-45 mm2/s los ésteres frente a 9 ó 10 mm2/s los
aceites minerales), sin embargo, la viscosidad del aceite vegetal se aproxima
mucho a la del aceite mineral a temperaturas operacionales, y se suele hacer
hincapié en el hecho de que el aceite vegetal presenta una mayor diferencia
entre el valor medido y el valor máximo estipulado por las normas, razón por la
cual el aceite vegetal es más eficaz a la hora de disipar calor cuando se desplaza
por las partes internas y más calientes del transformador.
Por tanto, la diferencia de viscosidades en tales condiciones, no
representa inconveniente alguno, los fabricantes lo resuelven incrementando el
número de radiadores y los mantenedores incrementando la ventilación cuando
sustituyen el aceite por ester vegetal.
Otro problema es la falta de experiencia con relación a las concentraciones
de gases para establecer los valores límites de DGA en ppm de los gases
combustibles presentes en cada avería.
Hasta la fecha, Michel Duval ha estudiado dos tipos de estos aceites, el
Biotemp de ABB y el Envirotemp FR3 de Cooper, y obtiene dos triángulos,
parecidos, pero diferentes. El problema se complica ya que, en la actualidad,
hay muchos ésteres comerciales diferentes fabricados en diferentes países, por
ejemplo: Midel eN en Inglaterra, FRDBio en Argentina, Ambiant en Brasil, Neugen 1540 en Australia, VD-100 en México, EMCO en India, Bioelectra en España.
Comparación de características del Aceite
vegetal con el Ester sintético, Silicona y Aceite mineral.
Disponible
en pdf en la siguiente URL:
PARA SABER MÁS:
Excelente artículo, tendría una duda sobre este tipo de aceites vegetales ¿cual es el mantenimiento necesario a reglamentario?
ResponderEliminarEl mantenimiento es el mismo que para los aceites minerales, por lo tanto, se utilizan las mismas normas internacionales para determinar sus características físico-químicas relativas a sus propiedades dieléctricas y refrigerantes, tales como: Viscosidad Dinámica y Cinemática, Gravedad Especifica, Calor, Punto de Inflamación, Tensión Interfacial, Número de Neutralización (Acidez), Tensión de Ruptura Dieléctrica, Aspecto visual, entre otros.
EliminarCon relación a la Cromatografía de Gases, es importante resaltar que aun cuando las composiciones de cada tipo de aceite son diferentes a causa de su materia prima, según la norma ASTM 6871 correspondiente a análisis de aceites vegetales, se pueden utilizar métodos de análisis cromatograficos que se usan comúnmente para el análisis del aceite mineral en el análisis del aceite vegetal, siendo en este caso el aceite mineral el patrón de comparación.
Excelente articulo. Saludos Rafael Delgado
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