Stand der TechnikState of the art
Bei Öl-Papier-isolierten Anlagen wie Transformatoren und Wandlern kann
infolge verschiedener Ursachen, wie z. B. Wassereinfluß die elektrische
Festigkeit stark reduziert, der Verlustfaktor tan δ vergrößert und eine
beschleunigte Polymerisation und Alterung des Isolierpapiers verursacht
werden. Zur Verringerung dieser Probleme wird bislang bei großen
Transformatoren das Öl vor Ort entgast, gefiltert und getrocknet. Dadurch
wird zwar der Zustand der Isolierflüssigkeit verbessert, der des Papiers,
welches eine wesentlich wichtigere Rolle in der Gesamtisolation spielt, jedoch
kaum. In Abhängigkeit von der Temperatur befinden sich Teile des Wassers in
dem Isolierpapier und Teile in der Flüssigkeit. Bei jeder Temperatur wird ein
Gleichgewichtszustand des Wassers zwischen Papier und Isolierflüssigkeit
eingestellt. Die Flüssigkeit kann in der Regel wesentlich weniger Wasser
aufnehmen als das Papier. Je höher die Temperatur, umso höher das anteilige
Wasser in der Flüssigkeit und entsprechend geringer im Papier. Bei tieferen
Temperaturen befindet sich der größte Teil des Wassers in dem Papier. So
befindet sich z. B. für Zellulose/Mineralöl bei 20 ppm Wasser im Öl bei einer
Temperatur von 20°C ca. 7% des Wassers im Papier während bei 80°C und
der Anteil des Wassers im Papier nur ca. 1% beträgt. Es kann somit
vorkommen, daß die elektrische Festigkeit der Isolation von Transformatoren
im kalten Zustand und insbesondere in kalten Regionen aufgrund des
vorhanden Wassers in der Flüssigkeit sehr kritisch wird und Durch- oder
Überschläge verursacht.Oil-paper-insulated systems such as transformers and converters can
due to various causes, such as B. Influence of water the electrical
Strength greatly reduced, the loss factor tan δ increased and a
accelerated polymerization and aging of the insulating paper
become. To reduce these problems, large ones have so far been used
Transformers degassed, filtered and dried the oil on site. Thereby
the condition of the insulating liquid is improved, that of the paper,
which plays a much more important role in overall insulation, however
barely. Depending on the temperature, parts of the water are in
the insulating paper and parts in the liquid. At any temperature, a
Equilibrium of water between paper and insulating liquid
set. The liquid can usually be much less water
record than the paper. The higher the temperature, the higher the proportionate
Water in the liquid and correspondingly less in the paper. With deeper ones
Temperatures contain most of the water in the paper. So
is z. B. for cellulose / mineral oil at 20 ppm water in the oil at a
Temperature of 20 ° C about 7% of the water in the paper while at 80 ° C and
the proportion of water in the paper is only about 1%. So it can
occur that the electrical strength of the insulation of transformers
when cold and especially in cold regions due to the
water present in the liquid becomes very critical and through or
Arcing caused.
Problemproblem
Dem im Anspruch 1 angegebenen Verfahren liegt das Problem zugrunde, ein
gegenüber dem bisherigen Zustand erweitertes Verfahren anzugeben, welches
bei den Öl-Papier-isolierten Hochspannungsanlagen wie Transformatoren,
Drosseln und Wandlern, eine Trocknung der Öl/Papierisolation und
Verringerung des Verlustfaktors tan δ im kritischen Bereich der Isolation mit
Hilfe einer Erweiterung des Kühlkreislaufs ermöglicht, wodurch insbesondere
in kalter Umgebung die Gefahr eines Durch- oder Überschlages als Folge des
Wassers reduziert wird.The method specified in claim 1 is based on the problem
compared to the previous state, to indicate which method
for oil-paper insulated high-voltage systems such as transformers,
Chokes and converters, drying of the oil / paper insulation and
Reduction of the loss factor tan δ in the critical area of the insulation with
Enables the expansion of the cooling circuit, which in particular
in cold environments there is a risk of breakdown or arcing as a result of
Water is reduced.
Verbesserungen gegenüber dem Stand der TechnikImprovements over the prior art
Die mit der Erfindung erzielten Verbesserungen gegenüber dem Stand der
Technik bestehen insbesondere darin, daß durch den Einsatz des Verfahrens
eine Trocknung des Öl/Papiers und eine signifikante Verbesserung des tan δ im
kritischen Bereich des Aktivteils der betreffenden Anlage erreicht werden
kann. Es wird mit Hilfe eines zusätzlichen Kühlkreislaufs und/oder einer
Modifikation des des bestehenden Kühlkreislaufs das im Laufe der Zeit in der
Papierisolation von Flüssigkeit-Papier-isolierten Systemen gesammelte Wasser
aufgenommen und in einem Material mit Wasserspeicherungsfähigkeit wie
Papier außerhalb des Aktivteils gespeichert, so daß Teile dieses Wassers dem
gefährdeten Teil der Anlage entzogen werden.The improvements achieved with the invention over the prior art
Technology consists in particular in that by using the method
a drying of the oil / paper and a significant improvement in the tan δ im
critical area of the active part of the system in question can be reached
can. It is made with the help of an additional cooling circuit and / or
Modification of the existing cooling circuit over time in the
Paper insulation from liquid-paper-insulated systems collected water
recorded and in a material with water storage capacity such as
Paper is stored outside the active part, so that parts of this water to the
part of the system at risk.
Insbesondere bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen kann die Gefährdung
der Isolation durch die in der Gesamtisolation vorhandene Feuchtigkeit
verstärkt werden, so daß unter diesen Bedingungen das erfindungsgemäße
Verfahren umso wirksamer wird, da das Wasser in der Flüssigkeit dort
wesentlich kritischer ist. Je größer der Temperaturunterschied zwischen der
Anlage und dem zusätzlichen Kühlkreislauf ist, umso wirksamer ist der
Wasserentzug aus der Anlage und die Wasserspeicherung im
erfindungsmäßigen Kühlsystem.The hazard can occur particularly at very low ambient temperatures
insulation due to the moisture present in the overall insulation
be reinforced so that under these conditions the invention
Process becomes all the more effective because the water in the liquid there
is much more critical. The greater the temperature difference between the
System and the additional cooling circuit, the more effective it is
Water withdrawal from the system and water storage in the
inventive cooling system.
Untersuchungen an im Betrieb gealterten Öl-Papier-isolierten Stromwandlern
haben gezeigt, daß durch die Behandlung des Öls allein keine wesentliche
Verbesserung des Verlustfaktors tan δ erreicht werden kann. Durch die
Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 kann eine Trocknung des
Papiers und eine signifikante Verbesserung des Verlustfaktors tan δ vor
Ort erreicht werden.
Investigations on oil-paper-insulated current transformers that have aged during operation
have shown that by treating the oil alone no essential
Improvement of the loss factor tan δ can be achieved. Through the
Application of the method according to claim 1, drying the
Paper and a significant improvement in the loss factor tan δ
Location can be reached.
Beschreibung einiger AusführungsbeispieleDescription of some embodiments
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung der
Isolation in Öl-Papier-isolierten Anlagen wie Transformatoren und Wandlern
im Betrieb und Speicherung des Wassers in einem hierzu vorgesehenen
Bereich außerhalb des gefährdeten Teils der Anlage. Die Funktionsweise des
Verfahrens basiert auf der Tatsache, daß bei Anlagen mit Öl-Papierisolationen
Wasser aus der Umgebung oder durch Zersetzung der Isolation in die Isolation
hineinkommen kann, welches sowohl im Papier als auch in der Flüssigkeit
gespeichert wird. Wieviel des vorhandenen Wassers in der Flüssigkeit und im
Papier gespeichert werden, hängt von der Temperatur und von der
Gesamtwassermenge im Verhältnis zu dem Isoliermaterial ab. Bei jeder
Temperatur stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Wasser im
Papier und dem im Öl gelösten Wasser ein. Bei höherer Temperatur wird
mehr Wasser in der Flüssigkeit gelöst, so daß Wasser aus dem Papier in die
Flüssigkeit gelangt. Bei tieferen Temperaturen wird umgekehrt das Wasser aus
der Flüssigkeit in das Papier abgegeben. Wenn nun zwei getrennte
Flüssigkeitspapiersysteme, von denen eines bei höheren Temperaturen und das
andere mit niedrigeren Temperaturen betrieben wird, in einem Kreislauf
zusammengeschlossen werden, nimmt die Flüssigkeit Wasser aus dem Papier
des wärmeren Systems auf und gibt es an das Papier des kälteren Systems ab.
Somit wird die Feststoffisolation im wärmeren System immer trockener und
die Feststoffisolation im kälteren System immer feuchter. Damit wird
Feuchtigkeit der Isolation der Anlage z. B. bei einem Transformator der
Aktivteil, entzogen und in dem Kühlsystem gespeichert.The invention relates to a process for the continuous drying of
Isolation in oil-paper-insulated systems such as transformers and converters
in the operation and storage of the water in a designated
Area outside the endangered part of the plant. How the
The process is based on the fact that in systems with oil-paper insulation
Water from the environment or by decomposing the insulation into the insulation
can get in, both in the paper and in the liquid
is saved. How much of the water present in the liquid and
Paper stored depends on the temperature and on the
Total amount of water in relation to the insulating material. With everyone
Temperature turns into a state of equilibrium between the water in the
Paper and the water dissolved in the oil. At a higher temperature
more water dissolved in the liquid so that water from the paper into the
Liquid arrives. At lower temperatures, the water turns out
the liquid is released into the paper. If two separate ones
Liquid paper systems, one of which is at higher temperatures and that
others operate at lower temperatures in a cycle
the liquid takes water out of the paper
of the warmer system and releases it to the paper of the colder system.
Thus, the solid insulation in the warmer system is always drier and
the solid insulation in the colder system is always humid. So that will
Moisture of the insulation of the system z. B. in a transformer
Active part, withdrawn and stored in the cooling system.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsmäßigen Anlage. Dabei
sind 1 die zu trocknende Anlage, 2 der Aktivteil mit Öl/Papierisolation, 3
Ventile zur Trennung des Kühlkreislaufs und der restlichen Anlage, 4 Flansche
zum An- und Abmontieren des Kühlkreislaufs, 5 Kühlbereich, 6 Flansch zum
Auswechseln und Trocknen des Wasserspeichermediums, 7 Anschluß mit
Ventil zum Trocknen und Befüllen mit Flüssigkeit, 8 Flüssigkeitsablaßventil, 9
das Wasserspeichermedium 10 Pumpe und 11 Filter. Fig. 1 shows an embodiment of the inventive system. Here are 1 the system to be dried, 2 the active part with oil / paper insulation, 3 valves for separating the cooling circuit and the rest of the system, 4 flanges for attaching and detaching the cooling circuit, 5 cooling area, 6 flange for replacing and drying the water storage medium, 7 Connection with valve for drying and filling with liquid, 8 liquid drain valve, 9 the water storage medium, 10 pump and 11 filter.