<img height="1" width="1" style="display:none;" alt="" src="https://dc.ads.linkedin.com/collect/?pid=703708&amp;fmt=gif">

Strategie per la business continuity: il fluid condition monitoring nei trasformatori

16/09/2021 da Redazione, pubblicato in Condition Monitoring, Energie Rinnovabili

Strategie per la business continuity: il fluid condition monitoring nei trasformatori

Posted by Redazione on 16/09/2021

L'appuntamento annuale dedicato alle novità dell'energia idroelettrica torna il 21 settembre 2021 a Padova: Hydromatters - Conference & Product Expo, giunge alla sua VIII edizione e anche quest'anno raccoglie gli esperti del settore per esplorare le novità messe in campo dalle aziende operanti nel settore idroelettrico.

Le principali tematiche su cui si apriranno i dibatti e gli speech dei relatori saranno:

  • le fonti rinnovabili intermittenti e le radicali trasformazioni dei sistemi elettrici di potenza,
  • la rete elettrica come sistema complesso,
  • stabilità, affidabilità, sicurezza nell'approvvigionamento,
  • l'energia idroelettrica, i sistemi di accumulo dell'energia, l'idrogeno e i processi elettrici digitalizzati svolgono un ruolo chiave per l'approvvigionamento energetico.

Quali sono i principali contaminanti del fluido idraulico e come trattarli? Clicca sul bottone qui sotto per ricevere la giuda! 

New call-to-action

 

All'interno di questo articolo, con il supporto di Fabrizio Ferrari abbiamo approfondito il topic dedicato all'energia idroelettrica con un focus sulle strategie di manutenzione e l'importanza del trattamento dei fluidi nei trasformatori.

Fabrizio Ferrari-1

 

Fabrizio Ferrari ha ricoperto il ruolo di dirigente Responsabile della Qualità ed Ambiente nei due più grandi Gruppi Italiani Leader nella produzione di Trasformatori. Ora svolge l’attività di consulente con esperienza pluriennale nel campo dei trasformatori e componenti per CESI e per altre Società di primaria importanza nel settore elettromeccanico. Membro dei Comitati Tecnici IEC/CEI TC 14 "Trasformatori", CEI CT 10 “Fluidi isolanti”, CIGRE e T&D Europe; ricopre inoltre il ruolo di Presidente del "Gruppo Trasformatori" in ANIE Energia, di Federazione ANIE.

Indice:



La manutenzione nei trasformatori

La manutenzione ha un impatto fondamentale sulla durata e sull'affidabilità dei trasformatori.
Dal punto di vista dell'utilizzatore, il trasformatore ideale, durante la sua vita, dovrebbe richiedere il minimo della manutenzione e il massimo dell'affidabilità. Negli anni, l'evoluzione delle tecnologie ha ridotto la necessità di manutenzione, ma nonostante ciò chi si occupa del loro esercizio è tenuto a operare con un'ampia varietà di sistemi che richiedono diversi livelli e ambiti di manutenzione, considerando inoltre la vita operativa media di questo tipo di macchine.

Vuoi saperne di più sulle aziende che hanno implementato sistemi per la manutenzione predittiva e la gestione dell'asset idroelettrico? Leggi l'articolo "Impianto idroelettrico: manutenzione predittiva con HYDAC e ANDRITZ"

Strategia di manutenzione

Strategia di manutenzione

La strategia di manutenzione è la combinazione delle diverse filosofie utilizzate per ottenere l'affidabilità del sistema richiesta: questa può essere attuata ai diversi componenti del trasformatore (es. sistema di raffreddamento, commutatori sotto carico ed isolatori).

Al momento le più comuni strategie di manutenzioni sono le seguenti:

  • TBM (Time Based Maintenance)
  • TBCM (Time Based Condition Monitoring)
  • CBM (Condition Based Maintenance)
  • OLCM (On-line Condition Monitoring)

Una combinazione di TBM, TBCM (Time Based Condition Monitoring) , CBM e OLCM (On-line Condition Monitoring) viene spesso utilizzata per la manutenzione di grandi risorse complesse come i trasformatori di potenza. Ispezioni o controlli basati sul tempo vengono utilizzati per la valutazione delle condizioni generali (ad esempio perdite d'olio) o le normali misurazioni diagnostiche (ad esempio DGA), mentre i metodi CBM vengono utilizzati per le parti soggette a usura (ad esempio i contatti del commutatore OLTC). I risultati di CBM forniscono la conoscenza della condizione media o effettiva dell'asset e per questo possono essere utilizzati per influenzare i futuri intervalli TBM.

La guida completa di Modofluido dedicata all'Oil Condition Monitoring approfondisce i benefici di applicazione per gli impianti industriali di questa tecnologia e il ruolo della manutenzione predittiva per l’ottimizzazione dei processi produttivi: clicca qui per leggere l'approfondimento.

 

Monitoraggio delle condizioni in linea

Quando parliamo di monitoraggio delle condizioni in linea facciamo riferimento a una tecnica manutentiva che è, o può essere, eseguita con il trasformatore in funzione e che fornisce informazioni sulle sue condizioni. Questa tecnica di analisi si compone di diverse fasi di monitoraggio: dal campionamento dell'olio per l'analisi del gas disciolto, all'esecuzione di scansioni termiche a infrarossi o semplici osservazioni, come i livelli dell'olio negli isolatori e nei conservatori.

L'importanza del trattamento dei fluidi nei trasformatori

L’acqua nei fluidi isolanti riduce il valore della rigidità dielettrica e pertanto la sicurezza di esercizio nei trasformatori.

I fluidi attualmente più utilizzati nell’isolamento dei trasformatori sono:

  • oli minerali derivanti dal petrolio, ottima dissipazione termica ma con un basso punto di fiamma;
  • esteri naturali derivati da prodotti di origine vegetale (es. soia, colza, girasole, etc.), ottima biodegradabilità, basso impatto ambientale, elevato punto di fiamma ma sensibili all’ossidazione e da usare con cautela in luoghi a bassa temperatura (-20°C);
  • esteri sintetici derivati dalla sintesi di prodotti di origine vegetale, buona biodegradabilità, a basso impatto ambientale, con elevato punto di fiamma ma con costo elevato.

trattamento fluidi

Prima di riempire il trasformatore, il fluido viene trattato in modo tale da soddisfare le prescrizioni della Norma Internazionale IEC 60422 che impone parametri restrittivi a livello di valori di rigidità dielettrica e caratteristiche del fluido isolante.

Il sistema isolante in un trasformatore è composto, oltre che dal fluido isolante che svolge anche funzione di raffreddamento, da una parte rilevante di isolanti solidi (es. cellulosa) con caratteristiche di alta igroscopicità. Questi isolanti solidi, durante il processo produttivo, assorbono quantità di umidità considerevoli che vengono ridotte notevolmente durante il trattamento della parte attiva dei trasformatori. Se questo processo di trattamento non viene eseguito a regola d’arte, l’umidità rimane intrappolata negli isolanti solidi e con l’aumento della temperatura viene successivamente rilasciata nel fluido isolante riducendo il valore di rigidità dielettrica.

Nel malaugurato caso di compromissione del valore di rigidità dielettrica causato della presenza di acqua, la sostituzione del fluido umido con un nuovo fluido asciutto può non essere risolutiva; dopo poco tempo si potrebbero riscontrare valori di acqua simili a quelli precedenti la sostituzione a causa del rilascio di umidità da parte dell’isolamento solido.

 

Sistemi di filtrazione

Per ottenere un basso livello di acqua costante nel fluido isolante di un trasformatore, occorre quindi rimuovere l’acqua dall’isolamento solido.

I processi di invecchiamento all’interno di un trasformatore vengono monitorati normalmente attraverso l’analisi dei gas disciolti (DGA). Soprattutto nei trasformatori vecchi, la cellulosa del sistema isolante solido è facile al degrado, per cui è necessario effettuare la deumidificazione in modo non aggressivo. Una continua osservazione dell’andamento è quindi possibile con il DGA soltanto se il trattamento di deumidificazione non influisce sul contenuto dei gas.

Per evitare tempi di fermo dell’impianto, occorre quindi effettuare la filtrazione con il trasformatore in esercizio attraverso sistemi di filtraggio del fluido on-line. Il fluido isolante viene deumidificato in continuo, e l’isolamento solido cede l’acqua al fluido deumidificato; questo trattamento indiretto è il più adatto soprattutto nel caso di trasformatori vecchi. I filtri utilizzati negli impianti di trattamento, trattengono anche un altro elemento causa di possibili guasti nel trasformare, il particolato solido, piccole particelle di impurità, che se conduttive, possono compromettere il funzionamento dell’unità.

In questo modo la filtrazione garantisce un’alta rigidità dielettrica ed una pulizia costante del fluido isolante e di conseguenza una maggiore sicurezza di esercizio. 

Degasaggio, deumidificazione e filtrazione continua del fluido isolante garantiscono quindi i seguenti vantaggi:

  • il  livello di ossigeno, il livello dell'acqua e la contaminazione da particolato nel trasformatore vengono mantenuti uniformemente bassi,
  • una riduzione della formazione di gas nel trasformatore,
  • una riduzione della produzione di acidi che invecchiano il fluido isolante e risultano aggressivi nei confronti degli isolani solidi,
  • la rigidità dielettrica del fluido isolante viene mantenuta a valori elevati,
  • l'aspettativa di vita dell'isolante solido (cellulosa) e del fluido isolante aumenta.

 

Ringraziamo Fabrizio Ferrari per il prezioso contributo e ti invitiamo a seguire lo speech completo, che approfondisce la tematica, all'interno della Conferenza Hydromatters: clicca qui per la registrazione all'evento e avrai accesso a tutti le presentazioni della giornata.
 

Contattaci Oil Condition Monitoring