Entrada destacada de hoy

Consideraciones sobre las limitaciones de los análisis termográficos

viernes, 12 de mayo de 2017

Procedimientos para el tratamiento de aceites de transformadores (Parte 3ª)



Instalación móvil en servicio para el tratamiento por enjuague
y regeneración del aceite de un transformador

2.- Procedimiento por enjuague

Este procedimiento se utiliza sistemáticamente cuando las cubas de los transformadores pueden resistir el vacío a que son sometidos en el tratamiento. Contrariamente al procedimiento de reciclaje, en el que se extrae el agua del aislamiento a través del aceite, el procedimiento por enjuague expone los elementos activos del transformador directamente al vacío, lo que asegura un secado más rápido y eficaz. Los productos de envejecimiento son evacuados en el curso de las fases de calentamiento.

Simultáneamente y opcionalmente el aceite puede ser regenerado en una unidad suplementaria intercalando filtros. En general constan de dos cubas (véase figura 1) conectadas en serie con tierra activada. Las tierras utilizadas pueden ser  bentonitas o sepiolitas. El aceite circula a través de la tierra situada en las cubas con una granulomentría de 30-60 previamente compactada.

Al pasar el aceite entre la tierra se absorben los contaminantes del aceite, pasando este purificado a través de un filtro situado en las cubas y por seguridad a través del filtro del equipo de tratamiento de enjuague para garantizar que no pasen partículas de tierra al transformador.


Figura 1: Instalación de regeneración e inhibición de aceite con dos cubas de tierra activa de un caudal de aceite global de 3000 l/h y una cuba de inhibición con un contenido de 32 litros y caudal de aceite de 150 - 200 l/h

Una vez obtenidos los valores según las normas IEC (Véase post “Clasificación de los aceites dieléctricos y su aptitud para el servicio en Transformadores” en el siguiente link: http://imseingenieria.blogspot.com.es/2016/07/clasificacion-de-los-aceites.html) se obtiene un aceite refinado, al que es necesario añadirle un inhibidor para preservarlo de la oxidación y para que su duración sea equivalente al de un aceite nuevo, el proceso se realiza simultáneamente con el deshidatado bajo vacío, disponiendo antes del filtro de la unidad de tratamiento de una instalación de inhibición (figura 1 y figura 2).


Figura 2: Instalación de inhibición dúplex. Las dos cubas contienen una fracción en peso de inhibidor (p.e. 0,3%), que se disuelve y mezcla con el caudal de aceite.
Contenido de cada cuba: 12 litros
Caudal de aceite: 150 – 200 l/h

En la figura 3 se muestra un esquema de principio de una instalación de regeneración por enjuague. Como en el procedimiento por reciclaje, la primera fase comprende el calentamiento del transformador (fase de calentamiento), a continuación, el aceite es bombeado a una cisterna complementaria y la cuba del transformador es puesta bajo vacío durante la fase de vacío. Son necesarias dos o tres operaciones de estas fases antes de que las mediciones de verificación del aceite puedan dar valores aceptables


Figura 3: Esquema de principio de un circuito de regeneración de aceite y transformadores

Preparativos:

Es necesaria al menos una cisterna complementaria, preferentemente resistente al vacío y con volumen suficiente para permitir el descenso de la superficie del aceite en el transformador hasta un nivel situado, al menos, por debajo de los arrollamientos. Todos los aparatos y accesorios que no resistan el vacío deben ser desconectados del transformador.

Deberá preverse un aislamiento térmico bien adaptado en el transformador (lonas y calefactores en caso necesario).

Deberán preverse termopares para la medida de la temperatura (o para la medida de la resistencia de los arrollamientos, ver post: “Ensayo de Transformadores: Medida de la resistencia de devanados” en el siguiente link: http://imseingenieria.blogspot.com.es/2017/03/ensayo-de-transformadores-medida-de la.html ).

En la colocación de las tuberías, es importante asegurar la longitud mínima del conjunto de las conducciones de vacío, cuyo diámetro debe ser superior a 50 mm.
Durante la fase enjuague (fase 1) el transformador debe ser vaciado con una bomba centrifuga complementaria sin prensa estopas para enviar el aceite del transformador a la instalación de tratamiento.

Desarrollo del procedimiento:

Fase 1:

El aceite es reciclado con caudal aumentado (rápidamente)  hasta conseguir calentar los elementos activos del transformador a una temperatura de 70 – 90 ºC, llegado el caso, con evacuación simultánea del aceite del transformador. En caso de crearse espuma en el aceite, o si su temperatura sobrepasa los 75 ºC durante la fase de desgasificación, se hace pasar la totalidad  o una parte del caudal de aceite por la tubería bi-pas dispuesta en paralelo con la cuba de desgasificación.

Si es necesario, se puede hacer funcionar la instalación de tratamiento con tierras en paralelo, enviando el aceite por bombeo a la cisterna complementaria.

Fase 2:

Se continua durante 48 h. con el vacío del transformador y el tratamiento del aceite en la cisterna acondicionada con el transformador en circuito abierto. Se toman muestras del aceite escurrido acumulado en el transformador para determinar la tang. δ y la tensión interfacial.

Al final de esta fase, el aceite es dirigido a la instalación de tratamiento con tierras, y después devuelto a la cisterna complementaria.

Por último se repone el transformador con aceite tratado (y eventualmente regenerado).

Fase 3:

Esta fase es idéntica a la fas 1. El transformador es calentado durante unas cuarenta horas a una temperatura de 70 – 90 ºC, dependiendo de sus dimensiones.

Fase 4:

Es idéntica a la fase 2. Se puede terminar la fase de secado y medir el grado de sequedad alcanzada (por aplicación del método de la presión ascendente, ver nota al final y las figuras 4a y 4b) desde la caída de la tasa de agua liberada al valor de 5 g/h tonelada de aislamiento, siendo la temperatura del bobinado superior a 60 ºC. Si, además, el valor de la tang. δ del aceite escurrido es más bajo del 1 %, se podrá pasar a la fase de tratamiento final. La calidad térmica del aislamiento debe ser, en principio, tal que la temperatura de los arrollamientos no esté nunca por debajo de 60 ºC en el transcurso del intervalo de las 40 horas de duración de esta fase.

Fase 5:

Se llena el transformador bajo vacío con aceite tratado, regenerado, y en caso de haberse aplicado, inhibido en el curso de la fase 4, y añadiendo aceite nuevo si es necesario.

NOTA:

Según una regla empírica, el secado debería realizarse al menos durante dos días, a partir de la estabilización de los valores medidos. El grado de sequedad definitiva del aislamiento podrá determinarse por la aplicación del método de la presión ascendente. Para efectuar esta medida, se cierran el conjunto de válvulas del transformador, después se miden los aumentos de presión, y se llevan los resultados sobre un gráfico en función del tiempo. La figura 4a presenta un ejemplo típico de la curva así obtenida. Estas curvas ponen en evidencia un aumento inicial muy rápido de la presión, a la cual se superpone un aumento lineal ligado a la presencia de fugas. Es posible determinar un valor aproximado de la presión  PG, característico del contenido en agua del aislamiento, a partir de la curva extrapolada del gráfico.  Conociendo la temperatura del aislamiento, es posible determinar el contenido en agua a partir de la curva de Piper (Figura 4b).


Figura 4: Evaluación del contenido en agua W del papel por medida de la presión ascendente

                                                                              Ejemplo:
                                                                              PG = 0,8 mbar
                                                                              T = 60 ºC

                                               Figura 4a: Ensayo de la presión ascendente

                                               P = Presión en el interior de la cuba
                                               t = Tiempo (minutos)
                                               PG = Presión de equilibrio
                                               1 = Presión total
                                               2 = Presión parcial del agua
                                               3 = Presión parcial del aire

                                               Figura 4b: variación de la tensión de vapor de equilibrio, 
                               en función  de  la humedad del papel (curvas de Piper).

                                               T = Temperatura del papel (ºC)
                                               P = Tensión de vapor del agua (milibares)
                                               W = Contenido de agua del papel (% de la masa de papel)



POST EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:



POSTS RELACIONADOS:

Procedimientos para el tratamiento de aceites de transformadores (Parte 1ª)

Procedimientos para el tratamiento de aceites de transformadores (Parte 2ª)
Aceites minerales para Transformadores (Evolución de los aceites en servicio)


No hay comentarios:

Publicar un comentario