Suszenie i impregnacja transformatorów
energetycznych olejowych

   Celem suszenia części aktywnej transformatora jest głównie usunięcie z izolacji papierowej uzwojeń i odpływów wilgoci do poziomu ok. 1% dla transformatorów rozdzielczych. Osiągnięcie tak niskiej zawartości wilgoci jest podyktowane wymaganiami konstrukcyjnymi transformatora w zakresie wytrzymałości elektrycznej układu izolacyjnego wynikającymi z ciągłej pogoni producentów za obniżaniem kosztów produkcji. Pogoń ta powoduje między innymi powstawanie bardzo "wyśrubowanych" pod względem wytrzymałości elektrycznej konstrukcji układów izolacyjnych.

Suszenie może się odbywać kilkoma metodami.

1. Suszenie w piecu atmosferycznym z przewietrzaniem.
   Po suszeniu transformatory są montowane i poddawane działaniu wysokiej próżni (próżnia 1 mbar.), w komorze próżniowej.
   Działanie próżni intensyfikuje proces suszenia jak również ułatwia proces usuwania gazów (głównie powietrza) zawartego
   w strukturze papieru i preszpanu.
   Następnie przeprowadza się impregnację transformatora,
   która odbywa się również w wysokiej próżni.
   W tym przypadku wysoka próżnia ułatwia penetrację oleju
   w strukturę papieru i preszpanu oraz nie pozwala
   na tworzenie się "kawern" gazowych w układzie izolacyjnym transformatora, które są jednym ze źródeł wyładowań niezupełnych uszkadzających izolację i mogą doprowadzić do przebicia izolacji
   już w trakcie prób transformatora lub w czasie jego eksploatacji.
   W praktyce suszenie produkowanych i remontowanych transformatorów w suszarni atmosferycznej
   odbywa się następująco:
   
   Po wielogodzinnym procesie suszenia tym dłuższym im większa moc i napięcie GN transformatora części aktywne transformatorów są montowane w kadziach i wprowadzane do komory próżniowej stanowiska do próżniowej impregnacji olejem. Stanowisko takie stanowi z reguły dwuczęściowa komora dzwonowa z unoszoną podnośnikiem częścią dzwonową, wyposażona w pompę lub zestaw pomp próżniowych. Do dolnej części komory zagłębionej w posadzce doprowadzona jest instalacja próżniowa i olejowa. Kompletnie zmontowane transformatory wstawiane są pod dzwon. Po wypompowaniu powietrza i osiągnięciu próżni 1 mbar, która jest utrzymywana przez ok. 2 godziny, następuje proces zalewania który, kończy się automatycznie gdy zawór zalewowy jest zamykany przez czujnik pływakowy wprowadzony do wnętrza kadzi transformatora przez np. otwór przeznaczony do zamontowania olejowskazu lub zaworu bezpieczeństwa. Czujnik poziomu jest tak ustawiony, że w chwili przerwania procesu zalewania elementy izolacyjne transformatora takie jak belki elkonowe, izolacja uzwojeń i odpływów znajdują się pod powierzchnią oleju. Następnie komora jest zapowietrzana dzwon jest unoszony i kadź transformatora jest uzupełniana olejem, a izolatory przepustowe odpowietrzane.
   
   

2. Suszenie i impregnacja produkowanych i remontowanych transformatorów w piecu próżniowym. Zaletą tej metody jest to, że łączy ona w jednym stanowisku proces suszenia i impregnacji, ponadto proces suszenia jest bardziej efektywny gdyż po nagrzaniu wsadu jest zaciągana próżnia przez co proces usuwania wilgoci jest bardzo intensywny, dodatkowo wsad nie stygnie, tak jak w rozwiązaniu w punkcie 1, kiedy jest transportowany do komory próżniowej. Wprawdzie suszarnia próżniowa jest droższa od atmosferycznej jednak nie są ponoszone koszty na komorę dzwonową i podnośnik co sumarycznie obniża koszt inwestycji.
   
   

3. Suszenie i impregnacja produkowanych i remontowanych transformatorów w komorze próżniowej z grzaniem uzwojeń prądem obniżonej częstotliwości. Ten rodzaj suszenia charakteryzuje się największą intensywnością, gdyż gradient spadku temperatury i ciśnienia współdziałają ze sobą, a próżnia w komorze jest zaciągana praktycznie na samym początku procesu. Pewnym mankamentem tego rodzaju suszenia jest fakt, że gorzej suszą się fragmenty izolacji odległe od uzwojeń i masywne elementy izolacyjne z preszpanu i elkonu. Sposobem zminimalizowania tego niekorzystnego zjawiska jest maksymalna eliminacja elementów elkonowych i preszpanowych z konstrukcji transformatora. Dodatkowym i bardzo ważnym atutem tego sposobu suszenia jest najniższy jednostkowy koszt wysuszenia transformatora, kilkukrotnie niższy od pozostałych, gdyż w praktyce dostarczana jest tylko energia potrzebna do odparowania wody zawartej w izolacji transformatora, a dodatkowe straty ciepła są niewielkie. Ten fakt jak na razie jest raczej niezauważany przez producentów. Ponadto z uwagi na to, że transformatory są kompletnie zmontowane sumaryczny czas całego procesu jest 3 do 4 razy krótszy w stosunku do dwóch wyżej wymienionych metod.
   

Wspomniany wcześniej proces usuwania pęcherzyków powietrza z izolacji jest szczególnie istotny w nowoczesnych warstwowych konstrukcja uzwojeń górnego i dolnego napięcia. Uzwojenia te, w celu zapewnienia im wymaganej wytrzymałości zwarciowej, nawijane są z kontrolowanym, dość znacznym naciągiem przewodów, a poszczególne warstwy są często izolowane od siebie specjalnymi papierami i preszpanami miejscowo pokrytymi żywicą. W trakcie suszenia żywica utwardzając się skleja izolację warstwową i przewody tworząc wytrzymały na zwarcia, lecz trudny do impregnacji monolit. Jedynym sposobem właściwej impregnacji tych uzwojeń, bez pozostawienia wewnątrz izolacji pęcherzyków powietrza jest zalewanie tych transformatorów pod próżnią. Bowiem tylko wówczas najpierw zostanie usunięte z wnętrza uzwojeń powietrze, a następnie wprowadzony olej. Potrzeba próżniowego zalewania transformatorów dotyczy nie tylko nowych transformatorów, ale również remontowanych. Podczas każdorazowego wyjęcia uzwojeń z oleju, do ich izolacji dostaje się powietrze, którego nie daje się usunąć poprzez ponowne zanurzenie w oleju. Ponadto należy podkreślić, że bardzo duże znaczenie dla jakości procesu impregnacji ma sposób przechowywania oleju uzdatnionego. Tradycyjne składowanie oleju uzdatnionego w nie próżniowych zbiornikach, powoduje ponowne bardzo szybkie jego zawilgocenie, a przede wszystkim zagazowanie. Obrobiony olej przechowywany w zbiorniku pod ciśnieniem atmosferycznym chłonie powietrze w ilości ok. 10% objętościowych. Przy stosunkowo wysokiej próżni podczas procesu impregnacji (ciśnienie ok. 1 mbar) powietrze zawarte w oleju będzie ulegało desorpcji i powodowało jego silne pienienie. Jest to zjawisko niepożądane powodujące zanieczyszczenie kadzi transformatora, komory próżniowej i straty oleju. Dlatego olej po obróbce powinien być przechowywany w zbiorniku pod próżnią ok. 1 mbar. Urządzenia do uzdatniania oleju nie pozwalające uzyskać właściwych parametrów oleju tj. zawartości wody poniżej 10 ppm oraz gazów poniżej 0,5 % nie nadają się do zastosowania w procesie próżniowej impregnacji z powodów podanych wyżej. Jest to problem powszechnie lekceważony w większości baz remontowych zakładów energetycznych. Jako producent urządzeń gospodarki olejowej i kompletnych linii technologicznych do próżniowego suszenia i impregnacji olejem zapewniamy, że urządzenia, które projektujemy i wykonujemy uwzględniają najnowsze rozwiązania technologiczne w tej dziedzinie.