dr. Gaál-Szabó Zsuzsanna Transzformátor szigetelőpapír diagnosztika, és az élettartam növelés lehetőségei MEE Vándorgyűlés 2013 zsuzsagsz@freemail.hu www.energochem.hu

A szigetelőpapír gazdasági jelentősége Transzformátor élettartama = szigetelőpapír élettartama

A transzformátor állapotának elméleti romlása ( CIGRE TB 445, 2011 Guide for transformer maintenance)

Komplex diagnosztika Analitikai - Hibagáz - Szigetelőolaj - Szigetelőpapír Villamos - Villamos paraméterek - Szigetelési paraméterek Mechanikai - Rezgés Termikus - Hőmérséklet, hőmérséklet eloszlás

A szigetelőpapír diagnosztikája Közvetlenül papírból: - papír polimerizációs fok - szakítószilárdság mérés Közvetve olajból: - furán mérés

A szigetelőpapír diagnosztikája közvetlenül papírból (CIGRE TB 445, 2011 Guide for transformer maintenance)

A szigetelőpapír diagnosztikája közvetlenül papírból

A szigetelőpapír diagnosztikája közvetve olajból - (CIGRE TB 494, 2012 Furanic compounds for diagnosis)

A szigetelőpapír diagnosztikája közvetve olajból

Furanic Compounds for Diagnosis Saját tapasztalataink CIGRE TB 494, 2012 Vs Saját tapasztalataink 10 év

Diagnosztika lehetőségei CIGRE, Energochem 1. Papír állapot mérése olajból, rutinszerűen, üzem közben történhet! 2. Különböző furánszármazékok jelezhetik a hiba típusát 3. Az alacsony hőmérsékletű hibahely egyedüli indikátora 4. Maradék élettartam becslés lehetséges

Energochem1/1 Papír állapot mérése olajból papír szakadás szakító szilárdság polimerizációs fok furán tartalom

CIGRE1/2 Papír állapot mérése olajból (CIGRE TB 494, 2012 Furanic compounds for diagnosis)

CIGRE1/3 Papír állapot mérése olajból (CIGRE TB 494, 2012 Furanic compounds for diagnosis)

Energochem1/4 Papír állapot mérése olajból Előnyök: 1.Furánméréshez a mintavétel működő trf-ból lehetséges 2.Furánmérés egyszerűbb, gyorsabb, mint a papír polimerizációs fok mérés 3. Rutinmérés, állapotkövetésre alkalmas 4. A komplex diagnosztika része kell hogy legyen, mert a furánszintet befolyásolják: nedvesség, hőmérséklet, olaj és papír minősége, és mennyisége, berendezés típusa

Energochem1/5 Papír állapot mérése olajból Gazdasági haszon: Jó, ha ismerjük a papír állapotát, mert: - berendezés cseréje tervezhető - műhelybe szállítás meggondolható, - tekercscsere bekalkulálható

CIGRE2/1 Különböző furánszármazékok jelezhetik a hiba típusát

Energochem 2/2 Különböző furánszármazékok jelezhetik a hiba típusát   2005.09.27 2005.09.28 2005.09.29 2005.10.04 2005.10.07 2006.04.08 föltöltés 2000 l új olajjal olajkezelés olajkezelés után 3 nap működés után újabb olajkezelés után 23°C 87°C 32°C 40°C 41°C 30°C 5-HMF - 0,18 006 0,08 0,1 2-FAL 7,75 (10,11) 2,14 2,13 2,55 2,70 1,25 2-ACF 0,23 0,16 0,14 5-MEF 2-FOL

CIGRE3/1 Az alacsony hőmérsékletű hibahely egyedüli indikátora a slow but continuous increase of 2-FAL could point out to a failure in the cooling system, whereas a strong immediate increase could point out to an acute thermal failure. Diagnostic procedures like dissolved gas analysis (DGA) or oil quality control analysis and determination of oil values are not sensitive enough to indicate that there might be moderate overheating issues up to 150°C that might result from defective cooling. These temperatures are, however, high enough to lead to an increase in 2-FAL content significantly (CIGRE TB 494, 2012 Furanic compounds for diagnosis)

Energochem 3/2 Az alacsony hőmérsékletű hibahely egyedüli indikátora

CIGRE4/1 Maradék élettartam becslés End-of-life criteria should therefore be associated with a higher risk of transformer failure. a transformer which no longer fits into a power system due to its inability to serve a fast growing load might have reached its “strategic” end-of-life. Another transformer which has severe maintenance issues, high losses and so forth might be replaced and hence deemed to have reached its “economical” end-of-life. (CIGRE TB 494, 2012 Furanic compounds for diagnosis)

Energochem 4/2 Maradék élettartam becslés papír papír szakadás szakító szilárdság polimerizációs fok furán tartalom

Energochem 4/3 Maradék élettartam becslés

CIGRE4/4 Maradék élettartam becslés (CIGRE TB 494, 2012 Furanic compounds for diagnosis)

Energochem 4/5 Maradék élettartam becslés A mérési eredmények alapján, a papírdegradáció …. előrehaladottnak- az általunk bevezetett 5 fokozatú szigetelőpapír degradációs skálán … fokozatúnak – minősíthető. A fokozatok jelentése: 0: Furánszármazék nyomokban sem mutatható ki. 1: Nyomnyi mennyiségű furánszármazék detektálható. 2: A szigetelőpapír enyhén öregedett. 3: A szigetelőpapír közepesen öregedett, a transzformátor a papírdegradáció alapján elérte fél élettartamát. 4: A szigetelőpapír erősen öregedett. 5: A transzformátor a papírdegradáció alapján nemzetközi tapasztalatok szerint megközelítette, esetleg el is érte üzembiztos életének végét.

IEC tervezet, IEC 62874 TR Guide to the interpretation of carbon dioxide and 2-furfuraldehyde as markers of paper thermal degradation in insulating mineral oil Tipikus értékeket ad meg széndioxidra és furaldehidre - különböző készüléktípusokra - különböző korú berendezésekre - alacsony-szokásos-magas értékekkel Vizsgálati gyakoriságot javasol Intézkedési tervet javasol

Élettartam növelés lehetőségei

Élettartam növelés lehetőségei

Papír öregedését befolyásoló tényezők Hő Víz Oxigén

A hőmérséklet és a víztartalom kombinált hatása a szigetelőpapír élettartamára (CIGRE TB 445, 2011 Guide for transformer maintenance)

Élettartam növelés - hűtés javítása (hűtők rendszeres karbantartása, olajáramlás fokozása, légáramlás fokozása) - nedvesség bejutásának megakadályozása, bejutott nedvesség eltávolítása (légszárító karbantartása, olajkezelés) - bomlástermékek keletkezésének megelőzése (antioxidáns szint ellenőrzése, pótlása) eltávolítása (olajregenerálás) - tekercsszorítások ellenőrzése, utánhúzása,

Hűtés fokozása Hűtőtisztítás, ventilátor karbantartás Hűtőcsere, több hűtő Olajáramlás fokozása – olajszivattyú csere

Nedvesség bejutásának megakadályozása

Bejutott nedvesség eltávolítása Molekulaszűrő Forró olaj cirkuláltatás Vákuum technikák: - forró olaj + vákuum - forró olaj + vákuum + forró olaj spray - forró olaj + vákuum + hideg csapda Alacsony frekvenciás fűtés Gőz fázisú szárítás

400MVA transzformátor 14 tonna papír szigetelésének kiszárítási ideje 3 %-ról 1,5 % víztartalomra CIGRE TB 445, 2011 Guide for transformer maintenance

Bejutott nedvesség eltávolítása -Olajkezelés (Kleanoil Transzformátor olajkezelő berendezés vázlata)

Bomlástermékek keletkezése

Bomlástermékek hatása Mechanikai szennyezés: Oldhatatlan oxidációs termékek Szén, fém, fémoxidok Papír és egyéb szálak Üledék: A szilárd és folyékony szigetelés polimerizálódott öregedési termékei. Bizonyos határig oldódnak az olajban. Utána kiülepednek.

Bomlástermékek hatása (CIGRE TB 526, 2013 Oxidation stability of insulating fluids)

Bomlástermékek keletkezésének megelőzése Ha az inhibitor mennyisége csökken, 3 lehetőség van: Utóinhibitálás inhibitor: 40-60% , hat.fesz.: ˃30, savsz: ˂0,06 Olajregenerálás inhibitor: ˂40%, hat.fesz.: ˂30, savsz.: ˃0,06 Nem csinálunk semmit, inhibitor: ˂0,05% gyakoribb mintavétel javallt. (MSZ EN 60422:2006 Ásványolaj-alapú szigetelőolajok villamos berendezésekben. Ellenőrzési és kezelési útmutató)

Bomlástermékek eltávolítása-Olajregenerálás (Ekofluid s.r.o., Reoil® olajfelújítási technológia vázlata)

Tekercsszorítások ellenőrzése, utánhúzása Tekercsszorítások állapota rezgésvizsgálattal

Transzformátor szigetelőpapír élettartam növelés CIGRE TB 323, 2007 Ageing of cellulose in mineral-oil insulated transformers