Sistema di purificazione dell'olio per trasformatori sottovuoto a doppio stadio da 6000 L/H per manutenzione online di sottostazioni 380V 50Hz

Sistema di purificazione dell'olio per trasformatori sottovuoto a doppio stadio da 6000 L/H

Il VFD-100 è un sistema di purificazione dell'olio per trasformatori sottovuoto a doppio stadio progettato per il funzionamento continuo online nella manutenzione di trasformatori in sottostazione. Con una capacità di trattamento nominale di 6.000 litri all'ora, combina disidratazione ad alto vuoto, filtrazione fine multistadio e degasaggio rapido in un unico skid integrato per ripristinare e mantenere l'olio isolante secondo gli standard di servizio IEC 60422.

Tecnologia di disidratazione sottovuoto a doppio stadio

A differenza dei sistemi sottovuoto a stadio singolo che si basano su una singola camera di espansione, il VFD-100 impiega un processo di separazione sottovuoto a due stadi. Nel primo stadio, l'olio viene disperso in un sottile film su un riempimento strutturato con un rapporto superficie/volume superiore a 250 m²/m³ sotto un vuoto di ≤200 Pa, eliminando la maggior parte dell'acqua libera ed emulsionata. Il secondo stadio opera con un vuoto finale di ≤5 Pa, mirando all'umidità disciolta a livello molecolare. Questo approccio a stadi raggiunge un contenuto di umidità post-trattamento di ≤5 ppm (metodo Karl Fischer ASTM D1533) da condizioni di ingresso fino a 50-80 ppm, senza superare una temperatura di riscaldamento dell'olio di 65°C — ben al di sotto della soglia di degradazione termica degli oli minerali naftenici e paraffinici.

Progettato per il funzionamento online in sottostazione

Il sistema è configurato per l'installazione permanente o semi-permanente presso la sottostazione, consentendo la purificazione in derivazione mentre il trasformatore rimane sotto tensione. Un circuito di bypass valvolato preleva dal 5% al 15% del volume totale di olio dalla valvola di scarico inferiore del trasformatore e restituisce l'olio purificato al conservatore o alla porta di riempimento superiore. Questa circolazione continua mantiene la rigidità dielettrica dell'olio ≥75 kV (ASTM D877, gap di 2,5 mm) e l'umidità ≤5 ppm su base continuativa, eliminando la necessità di campagne di trattamento offline periodiche che richiedono la disattivazione del trasformatore.

Architettura di filtrazione multistadio

La contaminazione da particolato viene gestita attraverso una linea di filtrazione a tre stadi:

• Filtro primario:Rete in acciaio inossidabile da 100 μm (grado 304), pulibile e riutilizzabile, posizionata a monte della pompa di alimentazione per proteggere i componenti a valle da detriti di grandi dimensioni.
• Filtro secondario:Cartuccia a profondità nominale da 10 μm costruita con materiale in microfibra di vetro, che rimuove la maggior parte dei solidi sospesi e riduce il carico di contaminanti sullo stadio finale.
• Filtro finale:Cartuccia con classificazione assoluta da 1 μm (β₁(C) ≥ 200 secondo ISO 16889), installata a valle delle camere sottovuoto e immediatamente a monte dell'uscita dell'olio. Questo stadio finale fornisce una classe di pulizia dell'olio di NAS 1638 Classe 6 o superiore.

Prestazioni di degasaggio

Il contenuto di gas disciolti nell'olio del trasformatore — inclusi ossigeno, azoto, monossido di carbonio e acetilene — influenza direttamente le proprietà dielettriche e serve come indicatore diagnostico di guasti incipienti. Il sistema sottovuoto VFD-100 riduce il contenuto totale di gas a ≤0,1% in volume (ASTM D3612), ripristinando la capacità di assorbimento del gas dell'olio e migliorando la rigidità dielettrica all'impulso. Per i trasformatori con risultati DGA (Dissolved Gas Analysis) che indicano attività di guasto termico o scarica parziale, la funzione di degasaggio è un passaggio critico prima del campionamento per il ripristino delle tendenze.

Riscaldamento e controllo della temperatura

L'olio viene riscaldato a stadi attraverso un gruppo di scambiatori di calore a fascio tubiero in acciaio inossidabile con una potenza di riscaldamento totale di 90 kW. La temperatura è regolata da un controllore PID con una precisione in regime stazionario di ±1°C, mantenendo l'olio a 55-65°C per un'efficienza ottimale di disidratazione. Un sistema di sicurezza di interruzione per sovratemperatura a 80°C protegge l'olio dalla degradazione termica. Gli elementi riscaldanti sono costruiti con filo resistivo Incoloy 800 rivestito in acciaio inossidabile 316L, classificato per il funzionamento continuo con olio per trasformatori alle temperature di progetto.

Controllo e monitoraggio

Il sistema è gestito tramite un pannello di controllo basato su PLC con touchscreen HMI da 7 pollici. I display in tempo reale includono il livello di vuoto (Pa), la temperatura dell'olio (°C), la portata dell'olio (L/H) e la pressione differenziale attraverso ogni stadio del filtro (kPa). Soglie di allarme programmabili attivano avvisi visivi e acustici per alta pressione differenziale del filtro (indicando il carico dell'elemento), basso vuoto e condizioni di sovratemperatura. Una sequenza di arresto automatico protegge la pompa del vuoto e il riscaldatore dell'olio in caso di interruzione di corrente o condizioni di allarme critiche.

Costruzione e materiali

Ambito di applicazione

Questo sistema è classificato per oli isolanti minerali conformi a IEC 60296 (Classe I e Classe II) ed è adatto per trasformatori con potenza fino a 100 MVA a 69-220 kV nelle seguenti applicazioni:

• Messa in servizio di olio nuovo: disidratazione e degasaggio prima del primo riempimento
• Purificazione in servizio: manutenzione in derivazione online per mantenere le proprietà dielettriche
• Trattamento post-riparazione: ricondizionamento dell'olio dopo la manutenzione del trasformatore o l'ispezione interna
• Disidratazione del trasformatore: purificazione dell'olio combinata e asciugatura del trasformatore tramite circolazione di olio caldo

Configurazioni opzionali

• Versione mobile montata su rimorchio con generatore diesel integrato per l'impiego sul campo
• Modulo aggiuntivo di rigenerazione con colonne di terra di Fuller per il recupero del numero di acidità e del colore
• Monitoraggio remoto tramite 4G/Ethernet con registrazione dati basata su cloud
• Certificazione antideflagrante ATEX/IECEx Zona 2 per installazioni petrolchimiche e offshore
• Configurazioni personalizzate dell'alimentazione: trifase 415V 50Hz, 440V 60Hz, 480V 60Hz