Disidratazione o deumidificazione trasformatore (carte)

La presenza di acqua in un trasformatore ha essenzialmente due origini, una esterna, a causa dell’umidità ambientale, ed una interna dovuta al degrado termico delle carte (idrolisi). L’acqua può dunque essere disciolta nell’olio o, più gravemente, essere assorbita dall’isolamento solido (carte) con probabilità sempre maggiori di guasti termici, formazioni di bolle fino a scariche parziali, scariche a bassa energia (D1) e scariche ad alta energia (D2).

Il semplice trattamento fisico dell’olio può ridurre il contenuto di acqua nell’olio ma non è in grado di rimuovere l’acqua assorbita dagli isolanti solidi (carte).

La migliore strategia manutentiva è prevenire il degrado delle carte (strettamente correlato alla vita residua del trasformatore) innanzitutto evitando che l’acqua si accumuli al loro interno.

Se la temperatura scende l’acqua migra dall’olio alle carte e viceversa se la temperatura sale

Sea Marconi realizza la disidratazione dell’isolamento cellulosico (carte) attraverso due processi alternativi

Disidratazione diretta

La disidratazione diretta del trasformatore (carte) consiste nello scaldare gli avvolgimenti attraverso la circolazione dell’olio. Successivamente il trasformatore viene rapidamente svuotato e messo sotto vuoto. Poi si riempie parzialmente il trasformatore mantenendo l’aspirazione del vuoto.
L’estrazione dell’umidità avviene ripetendo ciclicamente le fasi di riscaldamento dell’olio e applicazione del vuoto.

Clicca qui per il dettaglio delle attività

1. Ispezione preliminare del sito e degli apparecchi

2. Trasporto del personale, degli impianti tecnologici e dei serbatoi

3. Allestimento del cantiere, collegamento idraulico e elettrico degli impianti di trattamento

4. Analisi DEOSVISION® prima del trattamento (eventuale) – Prima di avviare le operazioni sarà prelevato un campione di olio dal trasformatore per determinare le condizioni iniziali del sistema olio-macchina

5. Preparazione del trasformatore al vuoto – Tutti gli accessori e i componenti che non resistono al vuoto (serbatoio di espansione o altri) vengono isolati mediante chiusura delle valvole di intercettazione o applicazione di flange cieche

6. Riscaldamento dell’avvolgimento mediante circolazione e riscaldamento dell’olio fino al raggiungimento di una temperatura dell’olio nella parte alta del cassone prossima o superiore a 80 °C

7. Svuotamento rapido dell’olio e preparazione del trasformatore al vuoto – L’olio viene rapidamente svuotato e trasferito in serbatoi di idonea capacità fino all’esposizione dell’avvolgimento

8. Applicazione del vuoto – Terminato lo svuotamento viene applicato il vuoto al cassone fino all’ottenimento di una pressione residua inferiore a 10 mbar. Il vuoto viene mantenuto fino al raggiungimento di una temperatura dell’avvolgimento prossima a 40 °C, o, in alternativa per almeno 12 ore

9. Riempimento parziale sottovuoto – L’olio viene reinserito nel cassone attraverso la saracinesca di fondo fino a coprire completamente l’avvolgimento, mantenendo l’aspirazione del vuoto nella parte superiore.
Durante la fase di riempimento l’olio viene circolato attraverso l’unità di degasaggio in modo da subire un ciclo di degasaggio e disidratazione sotto vuoto

10. Ripetizione del ciclo di disidratazione – Le fasi dalla 6 alla 9 vengono ripetute fino a che la quantità di acqua condensata in 24 ore, durante la fase di applicazione del vuoto, sia inferiore a 150 g per tonnellata di isolante cellulosico

11. Riempimento finale, verifica dei livelli e sfiati – Terminati i cicli di disidratazione il trasformatore viene completamente riempito

12. Trattamento di decontaminazione fisica (degasaggio e disidratazione sotto vuoto) mediante circolazione in continuo a circuito chiuso

13. Monitoraggio dei parametri di processo – Sea Marconi si impegna a monitorare i parametri principali del trattamento, ed in particolare, giornalmente, la quantità di acqua estratta e condensata e la tensione di scarica dell’olio.

14. Sostituzione dei Sali essiccatori in silicagel (se necessario)

15. Analisi DEOSVISION® a fine intervento – Al termine del trattamento sarà prelevato un campione di olio dal trasformatore per la verifica e la certificazione del raggiungimento degli obiettivi

Criteri di arresto del trattamento

La durata del trattamento viene stabilita a priori in funzione della massa di isolante cellulosico, della massa di olio e del livello di idratazione iniziale.
Nella tabella seguente sono forniti valori indicativi di massa di materiale isolante cellulosico contenuto nei trasformatori di potenza, utili a stabilire il criterio di interruzione del processo.

Potenza trasformatore
[MVA]
Massa materiale isolante
[ton]
Arresto trattamento se acqua condensata estratta in 24h
[ml]
63 2,5  < 375
100 3,5  < 525
160 5,0  < 750
250 6,0  < 900
370 8,0  < 1200
400 10,0  < 1500

Le durate sono espresse in settimane

Risultati e garanzie tecniche

Al termine del trattamento Sea Marconi si impegna ad ottenere i seguenti risultati:

Proprietà Metodo di prova Valore
Acqua disciolta (mg/kg) IEC 60184 < 10,00 (1)
Tensione di Scarica (kV) IEC 60156 > 70
Acqua estratta (ml/gg) Misura volumetrica < 150 ml/ton

(1) riferito ad una temperatura di prelievo tra 40 e 60 °C

Disidratazione indiretta

La disidratazione indiretta del trasformatore (carte) consiste nello scaldare l’olio (e dunque gli avvolgimenti), per favorire la cessione dell’acqua nelle carte all’olio circostante. Una volta che l’acqua è migrata nell’olio può essere rimossa attraverso impianti di degasaggio e disidratazione. Il passaggio dell’acqua dalle carte all’olio è favorita dalla temperatura: all’aumentare della temperatura aumenta la solubilità dell’acqua nell’olio. Per questa ragione la disidratazione indiretta si esegue mantenendo il trasformatore in servizio, sotto tensione e sotto carico.

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1. Ispezione preliminare del sito e degli apparecchi allo scopo di individuare i punti di connessione e le difficoltà logistiche

2. Trasporto delle unità mobili di trattamento (DMU) Sea Marconi

3. Installazione e collegamento idraulico ed elettrico

4. Analisi DEOSVISION prima del trattamento – Prima di avviare le operazioni sarà prelevato un campione di olio dal trasformatore per determinare le condizioni iniziali del sistema olio-macchina

5. Trattamento di decontaminazione fisica degasaggio e disidratazione sotto vuoto mediante circolazione in continuo a circuito chiuso.
Se il trasformatore non è mantenuto costantemente sotto carico durante il trattamento o se il carico è insufficiente (rispetto al carico nominale), l’impianto di trattamento sarà affiancato da una o più unità complementari di riscaldamento allo scopo di ottenere i requisiti di temperatura prestabiliti.

6. Monitoraggio dei parametri di trattamento. Sea Marconi si impegna ad eseguire un controllo settimanale dell’apparecchiatura di trattamento e dei parametri dell’olio mediante prelievo di campioni e analisi di laboratorio.
I risultati dei controlli vengono trasmessi al Cliente con frequenza settimanale.

7. Verifica dei livelli e sfiati

8. Sostituzione dei Sali essiccatori in silicagel

9. Analisi DEOSVISION a fine intervento – Al termine del trattamento sarà prelevato un campione di olio dal trasformatore per la verifica e la certificazione del raggiungimento degli obiettivi

10. Rimozione e trasporto delle unità di trattamento (DMU) Sea Marconi

Durata del servizio

La durata del trattamento viene stabilita a priori in funzione della tensione massima del trasformatore, della massa di isolante cellulosico, della massa di olio e del livello di idratazione, tuttavia, in funzione degli esiti dei controlli analitici  la durata può essere variata.
Nella tabella che segue sono indicate delle durate indicative da utilizzare a scopo orientativo.

massa olio
[ton]
Tensione nominale massima
? 63 kV ? 130 kV ? 225 kV
5 – 10 4 5 6
10 – 20 6 7 8
20 – 30 8 9 10
> 30 10 11 12

Le durate sono espresse in settimane

Risultati e garanzie tecniche

Al termine del trattamento Sea Marconi si impegna ad ottenere i seguenti risultati:

Proprietà Metodo di prova Valore
Acqua disciolta (mg/kg) IEC 60184 < 10,00 (1)
Tensione di Scarica (kV) IEC 60156 > 70
Acqua estratta (ml/gg) Misura volumetrica < 250

(1) riferito ad una temperatura di prelievo tra 40 e 60 °C

Che trattamento scegliere?

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Disidratazione diretta vs disidratazione indiretta