APLICACIÓN APROPIADA DE RESPIRADORES DESHIDRATANTES PARA REDUCIR LA HUMEDAD EN TRANSFORMADORES Y LTCS
Para que los transformadores y LTC funcionen a su nivel óptimo, el aceite del transformador, una parte clave del sistema de aislamiento, debe permanecer libre de impurezas que reducirán su capacidad de funcionar adecuada y eficientemente. Tres impurezas clave contribuyen significativamente al envejecimiento de un transformador: calor, oxígeno y humedad. Al menos uno, el nivel de humedad, tiene solución.
Todo transformador/LTC de respiración libre que no esté equipado con un conservador tiene un espacio superior por encima del nivel de aceite del transformador que se llena con una mezcla gaseosa. Este espacio libre existe para permitir la expansión y/o contracción del volumen de aceite debido a la carga o al calentamiento y enfriamiento ambiental. Durante el ciclo de calentamiento, el espacio superior se contrae, lo que hace que el transformador/LTC exhale el volumen diferencial de gas a la atmósfera. Durante el ciclo de enfriamiento, el espacio libre se expande, lo que hace que el transformador/LTC inhale el volumen diferencial de la atmósfera.
Esta transferencia de aire sin el uso de un respirador de gel de sílice contendría el nivel de humedad ambiental. Este nivel podría oscilar entre el 10 % (desierto de Mojave en un día soleado) y el 99 % durante un día con niebla o lluvia en cualquier lugar de EE. UU. ¿Por qué debería importarnos? Porque la humedad en el aceite del transformador afecta la resistencia a la ruptura dieléctrica del aceite, la temperatura a la que se forman las burbujas de vapor de agua y la tasa de envejecimiento de los materiales aislantes (aceite y papel), todo lo cual podría provocar una falla del transformador.
¿Qué pasa con los transformadores con conservadores? ¿No son inmunes a la humedad ya que la vejiga de goma protege el aceite del contacto con el aire ambiente? Sí y No. La vejiga, cuando está intacta, protege el aceite del aire ambiente. La degradación/envejecimiento por servicio del material de la vejiga con el tiempo puede afectar la vida útil de la vejiga. Además, dado que no existe una manera fácil de inspeccionar la vejiga sin abrir el tanque conservador, puede ocurrir una ruptura y pasar desapercibida. En este caso, el aceite tiene la misma exposición al aire ambiente y a la humedad que un transformador de libre respiración sin tanque conservador.
Por tanto, ¿qué tipo de respirador de gel de sílice se debe utilizar? ¿Cuáles son los pros y los contras de cada sistema?
Un respirador estático y “tonto” de gel de sílice tiene un costo inicial relativamente bajo. Sin embargo, tiene una capacidad finita para absorber humedad y, por lo tanto, su vida útil es difícil de predecir debido a las múltiples variables involucradas con el clima y la carga del equipo. Este tipo de respiradero requiere un control visual frecuente ya que la unidad carece de cualquier tipo de autocontrol. Una vez alcanzada la capacidad de la unidad, el gel de sílice debe reemplazarse con gel de sílice seco nuevo o reciclado para evitar que entre aire húmedo al equipo.
Un respiradero deshidratador con regeneración automática diseñado adecuadamente tiene un mayor gasto inicial pero elimina la necesidad de monitoreo y reemplazo frecuentes. Estos respiradores se autocontrolan con la capacidad de generar informes remotos y funcionarán durante muchos años con solo inspecciones anuales menores.
En conclusión, proteger el aceite en un transformador o LTC de la contaminación por humedad se logra fácilmente con una atención mínima mediante el uso de un respirador de gel de sílice deshidratante regenerador automático, como el respirador de doble columna Waukesha®.
AUTOR:
Arte Martín
Ingeniero Senior de Producto – División de Servicios y Componentes
INFORMACIÓN DEL PRODUCTO SOBRE EL NUEVO RESPIRADERO DE DOBLE COLUMNA WAUKESHA®
La ultima generacion Sistema de respiración deshidratante con regeneración automática Waukesha® (El respirador de doble columna está diseñado para eliminar la humedad del aire que ingresa a los tanques del transformador, LTC y conservador, así como de otros tanques sellados. La regeneración se logra utilizando calentadores de estado sólido con coeficiente de temperatura positivo (PTC) ubicados en la columna central y controlados por un temporizador ajustable. y sensor de humedad para proporcionar recarga automática del desecante de gel de sílice, eliminando la necesidad de intervención manual. El sensor de humedad monitorea constantemente el aire de la columna en servicio y forzará un cambio de columna si la humedad de la corriente de aire alcanza el punto de activación, independientemente de. La configuración del temporizador El uso de columnas duales garantiza que la unidad no tenga que esperar un "momento de silencio", es decir, cuando el transformador no está inhalando, para poder regenerarse. Eso permite que el respirador tenga una columna de gel de sílice fresca de forma continua. disponible para servicio Al ajustar el tiempo del ciclo de regeneración de la columna de gel de sílice, el sistema se puede configurar para varios tanques (volumenes de aire) de 100 a 40,000 galones o más.
Columna “A” en Servicio
Columna “B” en Servicio
Durante el funcionamiento normal, el aire ingresa al respiradero a través de ranuras en la carcasa superior y pasa a través del desecante hasta el centro del conjunto. El tubo central contiene varios orificios a lo largo de toda su longitud, lo que obliga al flujo de aire a dispersarse a través de la superficie máxima del desecante. Luego, el flujo de aire viaja a través del tubo central, a lo largo de un camino (dependiendo de la columna en servicio) hasta el solenoide de aislamiento y el sensor de humedad y, finalmente, a través del puerto superior hasta el espacio de aire acondicionado.
Durante la regeneración, se activa un elemento calentador PTC que regula la temperatura dentro del tubo central de la columna que se está regenerando para calentar el desecante a una temperatura específica. Cualquier humedad presente en el desecante es expulsada hacia el globo de vidrio de borosilicato más frío, donde se convierte en condensado. El condensado corre hacia la parte inferior del conjunto del respiradero donde se descarga a través del filtro de drenaje de agua. En la versión ártica, el calor se transfiere automáticamente al desagüe para evitar la congelación hasta –50°C. Durante la regeneración, la válvula solenoide, ubicada en la parte superior del conjunto del respiradero, aísla la columna que se está regenerando y al mismo tiempo permite que el espacio de aire acondicionado respire a través de la columna que está en servicio. Una vez que se completa la regeneración de la columna fuera de servicio (3 horas más 30 minutos de enfriamiento), la columna se coloca en modo de espera. Al final del ciclo de la columna en servicio o si el sensor de humedad activa un interruptor de columna, la columna agotada se coloca en modo de regeneración y la columna de reserva se pone en servicio, asegurando un suministro continuo de aire seco a el espacio aéreo acondicionado.
El sistema de ventilación de doble columna se envía como un conjunto integrado único e incluye gel de sílice instalado y los accesorios necesarios para el montaje. El respiradero está construido con una parte superior e inferior de aluminio anodizado mecanizado y una carcasa de controles fundidos. Otros componentes incluyen elementos calefactores, aletas conductoras de calor, pantalla, medio condensador y un sistema de ventilación con filtro. El cableado eléctrico y de señales del cliente se realiza a través de conexiones de conductos en la parte inferior de la carcasa de control. El tubo exterior es de vidrio de borosilicato de alta resistencia ópticamente transparente. Las lámparas LED súper brillantes selladas en la cubierta de control brindan una indicación visual clara del estado del respirador, incluso a la luz del sol.
Los sistemas de ventilación de doble columna cuentan con un microcontrolador de PCB integrado que monitorea constantemente la condición del flujo de aire a través del respiradero. Los controles basados en el tiempo, ajustables por el usuario, regeneran el desecante independientemente de la condición. La capacidad de detección de humedad anula y regenera automáticamente el desecante, si es necesario, entre las frecuencias establecidas del temporizador. Debido al diseño de doble columna, la regeneración de la columna es independiente del estado de respiración del espacio de aire acondicionado.
El sistema de ventilación de doble columna está diseñado para montarse verticalmente mediante cuatro pestañas de montaje. Debido al diseño de doble columna, el patrón de montaje es significativamente diferente de nuestros diseños anteriores de una sola columna. Hay disponible una placa adaptadora del patrón de montaje anterior al del respirador de doble columna. También está disponible un kit de adaptador para acomodar la transición del diseño cableado anterior a las conexiones de conductos del respiradero de doble columna. La conexión recomendada al espacio acondicionado debe realizarse utilizando manguera flexible estándar y espigas para manguera (incluidas), tubería de cobre, tubería dura no ferrosa o accesorio con brida DIN 42562-5.
Para garantizar que el sistema de ventilación de doble columna funcione con una confiabilidad excepcional, ha sido probado rigurosamente según los estándares internos IEC, EN, MIL y Prolec GE Waukesha. Actualmente hay cinco unidades beta en servicio en diversas ubicaciones de EE. UU.
Este nuevo sistema presenta especificaciones diseñadas para permitir una fácil instalación y operación:
- Amplia gama de tolerancia de voltaje de entrada, 100–240 VCA, 50–60 Hz
- Control de regeneración de gel de sílice basado en el tiempo y en la humedad.
- Estado del sistema local LED SuperBrite para visibilidad bajo el sol brillante
- Monitoreo remoto de las principales funciones del sistema.
Los controles inteligentes monitorean continuamente el estado de los componentes principales de los sistemas de ventilación de doble columna. El estado del componente se informa mediante una combinación de señales LED locales y, en caso de fallas importantes, mediante un relé de alarma, que puede monitorearse de forma remota. Éstas incluyen:
- Funcionamiento normal (LED verde)
- Funcionamiento en modo rápido (LED verde parpadeante)
- Regeneración en progreso (LED amarillo)
- Sensor de humedad fuera de rango (amarillo parpadeante)
- Fallo del calentador de regeneración (LED rojo parpadeante y alarma remota)
- Fallo del solenoide (LED rojo y alarma remota)
- Fallo de energía (no hay LED encendidos y alarma remota)
El respirador deshidratador autorregenerante de doble columna requiere un mantenimiento anual mínimo:
- Revise los drenajes inferiores para detectar restricciones como polvo u otros contaminantes.
- Revise visualmente el gel de sílice para detectar contaminación, particularmente el aceite del transformador, que aparecerá como un color oscuro o ennegrecido (el gel de sílice contaminado con aceite del transformador debe ser reemplazado)
- Limpie los tubos de vidrio, si es necesario.
- Utilice limpiacristales o agua y jabón, ya que los disolventes pueden degradar las juntas de goma.