FR2780898A1 - Treatment of transformer cooling oils by filtration through pre-dried ion exchange resins - Google Patents
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Abstract
Description
II
PROCEDE DE TRAITEMENT DES HUILES DE REFROIDISSEMENT DE PROCESS FOR TREATING COOLING OILS
TRANSFORMATEUR PAR RESINES ECHANGEUSES D'IONS. TRANSFORMER BY ION EXCHANGE RESINS.
La présente invention a pour objet un procédé de traitement d'huiles de refroidissement de transformateur The present invention relates to a process for processing transformer cooling oils.
par résines échangeuses d'ions.by ion exchange resins.
Certains transformateurs sont refroidis par de l'huile, cette huile de refroidissement imprègne le papier Some transformers are cooled by oil, this cooling oil permeates the paper
et les cartons d'isolation du bobinage du transformateur. and transformer winding insulation boxes.
Dans certains cas, des décharges électrostatiques ont tendance à se produire au contact du papier ou des cartons d'isolation et de l'huile. Lorsque ces décharges sont trop importantes, de sérieux problèmes de claquage de l'isolant se rencontrent, ce qui entraîne des pertes de production conséquentes. L'électrisation statique de l'huile est liée à sa vitesse de circulation et à sa température. Afin d'éviter ces problèmes, plusieurs solutions ont été envisagées. Tout d'abord, on a envisagé de remplacer en totalité l'huile dont les caractéristiques sont atypiques par de l'huile neuve. Cependant, il s'est avéré que peu de temps après le remplacement de l'huile d'un transformateur, de nouveaux problèmes de claquage apparaissaient. Une autre solution proposée a donc consisté non plus à remplacer l'huile mais à traiter In some cases, electrostatic discharges tend to occur on contact with paper or cardboard insulation and oil. When these discharges are too large, serious problems of breakdown of the insulation are encountered, which results in significant production losses. The static electrification of the oil is linked to its circulation speed and its temperature. In order to avoid these problems, several solutions have been considered. First of all, it has been envisaged to completely replace the oil whose characteristics are atypical with new oil. However, it turned out that shortly after replacing the oil in a transformer, new breakdown problems appeared. Another proposed solution therefore consisted no longer in replacing the oil but in treating
l'huile dont les caractéristiques sont atypiques. the oil whose characteristics are atypical.
Comme procédé de traitement, on a essayé d'injecter du benzotriazole dans l'huile. Les résultats obtenus par la Demanderesse sur les huiles de transformateur par ce traitement ne sont pour l'instant As a treatment method, attempts have been made to inject benzotriazole into the oil. The results obtained by the Applicant on transformer oils by this treatment are not yet
pas entièrement satisfaisants.not entirely satisfactory.
Les huiles pour transformateur en sortie de raffinerie ainsi que les huiles d'essai de nouveaux Transformer oils from refinery and new test oils
transformateurs sont traitées par de la terre à Foulon. transformers are treated with earth at Foulon.
Cependant, la terre à Foulon ne pouvant être régénérée, son emploi pour le traitement d'huile de transformateur en fonctionnement s'avérerait coûteux et difficile à mettre en oeuvre. Afin de résoudre ce problème d'électrisation statique des huiles de refroidissement de transformateur, les présents inventeurs ont trouvé, de façon surprenante et inattendue, qu'il était possible de traiter lesdites huiles par passage sur des résines anioniques et However, since Foulon earth cannot be regenerated, its use for treating transformer oil in operation would prove to be costly and difficult to implement. In order to solve this problem of static electrification of transformer cooling oils, the present inventors have found, surprisingly and unexpectedly, that it was possible to treat said oils by passing over anionic resins and
cationiques préalablement séchées. cationic dried beforehand.
Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait que l'on fait passer les huiles à traiter sur au moins une résine anionique et au moins une résine The process according to the invention is characterized in that the oils to be treated are passed over at least one anionic resin and at least one resin
cationique, lesdites résines étant préalablement séchées. cationic, said resins being dried beforehand.
On peut utiliser une seule résine cationique et une seule résine anionique ou bien plusieurs résines cationiques et plusieurs résines anioniques. Les résines sont disposées en lit superposé, l'huile traverse donc une couche de résine d'un certain type puis traverse une It is possible to use a single cationic resin and a single anionic resin or else several cationic resins and several anionic resins. The resins are arranged in a bunk bed, the oil therefore passes through a layer of resin of a certain type and then passes through a
couche de résine de l'autre type.resin layer of the other type.
Selon un mode de réalisation préférentiel, les huiles sont d'abord traitées par les résines anioniques et According to a preferred embodiment, the oils are first treated with anionic resins and
ensuite par les résines cationiques. then by cationic resins.
Dans le procédé conforme à l'invention, les résines anioniques sont choisies dans le groupe comprenant notamment les résines dont les groupes actifs sont des In the process according to the invention, the anionic resins are chosen from the group comprising in particular resins whose active groups are
bases faibles libres.weak weak bases.
Par exemple, la résine anionique est une résine For example, the anionic resin is a resin
AMBERLYST A21 commercialisée par la Société ROHM et HAAS. AMBERLYST A21 marketed by ROHM and HAAS.
Les résines cationiques quant à elles sont choisies dans le groupe comprenant notamment les résines dont les groupes actifs sont des acides, de préférence As for the cationic resins, they are chosen from the group comprising in particular resins whose active groups are acids, preferably
l'acide sulfonique. Par exemple, on utilise la résine cationique LEWATIT S 100H+ commercialisée par la Société BAYER. sulfonic acid. For example, the LEWATIT S 100H + cationic resin sold by the company BAYER is used.
Afin d'empêcher le transfert de résine dans l'huile, après le traitement par passage sur lesdites In order to prevent the transfer of resin into the oil, after the treatment by passage over the said
résines, on filtre les huiles.resins, oils are filtered.
Les résines anioniques et cationiques sont préalablement séchées par exemple en étuve, de façon à ce que leur teneur en eau soit déterminée pour ne pas augmenter la teneur en eau de l'huile traitée de plus d'environ 5 ppm. La température de séchage et la durée de séchage sont bien entendu déterminées par l'homme du métier en fonction de la nature des résines utilisées et The anionic and cationic resins are dried beforehand, for example in an oven, so that their water content is determined so as not to increase the water content of the treated oil by more than approximately 5 ppm. The drying temperature and the drying time are of course determined by a person skilled in the art depending on the nature of the resins used and
l5 de leur teneur en eau.l5 of their water content.
La présente invention va maintenant être mieux comprise à l'aide d'exemples donnés à titre purement illustratif. The present invention will now be better understood with the aid of examples given purely by way of illustration.
Exemples:Examples:
Dans les exemples ci-dessous, on a utilisé une résine anionique commercialisée par la Société ROHM et HAAS sous la marque AMBERLYST YST A21 et une résine cationique commercialisée par la Société BAYER sous la In the examples below, an anionic resin sold by the company ROHM and HAAS under the brand AMBERLYST YST A21 was used and a cationic resin sold by the company BAYER under the name
marque LEWATIT S 100 H+.LEWATIT S 100 H + brand.
Ces résines ont été séchées en étuve pendant 48 h These resins were dried in an oven for 48 h
à 105 C.at 105 C.
Dans les exemples ci-après, les mesures suivantes ont été effectuées: Mesure des décharges électrostatiques par ECT "sur site" à 25 C associée à la résistivité et au potentiel de charges, - Mesure du facteur de dissipation diélectrique de l'huile (tangente 6) à 90 C et en vieillissement, associée à la mesure de la conductivité à 25 C et 90 C, selon la norme NFC In the examples below, the following measurements have been made: Measurement of electrostatic discharges by ECT "on site" at 25 C associated with the resistivity and the potential of charges, - Measurement of the dielectric dissipation factor of the oil (tangent 6) at 90 C and in aging, associated with the measurement of the conductivity at 25 C and 90 C, according to the NFC standard
27210,27210,
- Teneur en métaux (cuivre, fer, plomb et étain), - Teneur en eau selon la norme NFC 27229, - Tension interfaciale, - Rigidité diélectrique selon la norme NFC 27221, - Metal content (copper, iron, lead and tin), - Water content according to standard NFC 27229, - Interface tension, - Dielectric strength according to standard NFC 27221,
- Acidité.- Acidity.
Exemple 1Example 1
litres d'huile (huile 1) ont été soutirés d'un liters of oil (oil 1) were withdrawn from
transformateur présentant des troubles de fonctionnement. transformer with malfunctions.
L'huile avant traitement présentait les caractéristiques The oil before treatment had the characteristics
décrites dans le tableau 1.described in Table 1.
Le premier litre de cette huile a été percolé à température et pression ambiantes pendant 3 h 30 sur la résine anionique puis pendant 5 h 30 sur la résine cationique. Puis les quatre litres suivants ont été percolés sous faible vide (730 mmHg) pendant 40mn sur résine anionique puis pendant 1 h 15 sur résine cationique. The first liter of this oil was percolated at ambient temperature and pressure for 3 h 30 on the anionic resin and then for 5 h 30 on the cationic resin. Then the following four liters were percolated under low vacuum (730 mmHg) for 40 minutes on anionic resin and then for 1 hour 15 minutes on cationic resin.
Cette huile a ensuite été filtrée. This oil was then filtered.
Les résultats des mesures des différentes caractéristiques de cette huile ainsi traitée sont repris The results of the measurements of the various characteristics of this oil thus treated are taken up
dans le tableau 1.in table 1.
Comme il ressort de ce tableau 1, le traitement améliore l'ECT et la tangente 6. As can be seen from this table 1, the treatment improves the ECT and the tangent 6.
Tableau 1:Table 1:
HUILE I AVANT TRAITEMENT APRES TRAITEMENT OIL I BEFORE TREATMENT AFTER TREATMENT
EC.T. (pJC/m3) 47 8,2 Résistivité (Ohm. Cm) à 25 C 1,51.1014 0,34.1014 Potentiel en Charge (A. Ohm.cm) 65000 2620 Teneur en eau (ppm) 10 13 Tension interfaciale (mN/m) 33,5 25,3 Rigidité diélectrique (kV) 68 55 Tan.6 à 90 C 414.104 40.104 Tan. 6 en vieillissement 1348.104 153.10'4 Conductivité (S/m) à 25 C 31,25.10-12 4.10-12 Conductivité (S/m) à 90 C 253.10-12 24,4.10-'2 Teneur en cuivre (ppm) 5,41 4,30 Tencur cn fer (ppm) <0, 025 <0,025 Teneur en plomb (ppm) <0,025 <0,025 Teneur en étain (ppm) <0,500 <0,500 Teneur en soufre (ppm) 800 809 Acidité (mg KOH/g d'huile) 0,042 0,031 EC.T. (pJC / m3) 47 8.2 Resistivity (Ohm. Cm) at 25 C 1.51.1014 0.34.1014 Load potential (A. Ohm.cm) 65000 2620 Water content (ppm) 10 13 Interfacial tension (mN / m ) 33.5 25.3 Dielectric strength (kV) 68 55 Tan. 6 to 90 C 414.104 40.104 Tan. 6 in aging 1348.104 153.10'4 Conductivity (S / m) at 25 C 31.25.10-12 4.10-12 Conductivity (S / m) at 90 C 253.10-12 24.4.10-'2 Copper content (ppm) 5, 41 4.30 Iron cenc (ppm) <0.025 <0.025 Lead content (ppm) <0.025 <0.025 Tin content (ppm) <0.500 <0.500 Sulfur content (ppm) 800 809 Acidity (mg KOH / g 0.042 0.031
Exemple 2:Example 2:
De la même façon que dans l'exemple 1, on a traité litres d'une huile (huile 2) soutirée d'un autre transformateur. Cette huile présentait les In the same way as in Example 1, liters of an oil (oil 2) drawn off from another transformer were treated. This oil had the
caractéristiques définies dans le tableau 2 ci-dessous. characteristics defined in table 2 below.
Les caractéristiques de l'huile après traitement conformément à l'invention sont également reprises dans le The characteristics of the oil after treatment in accordance with the invention are also included in the
tableau 2 ci-après.table 2 below.
Tableau 2:Table 2:
HUILE 2 AVANT TRAITEMENT APRES TRAITEMENT OIL 2 BEFORE TREATMENT AFTER TREATMENT
E.C.T. (QC/m3) 96 7 Résistivité (Ohm. Cm) 0,037.1014 0,64.10'4 Potentiel en Charge (A. Ohm.cm) 3272 4035 Teneur en eau (ppm) 6 7 Tension interfaciale (mN/m) 44,5 42,2 Rigidité diélectrique (kV) 79,5 83 Tan. 8 à 90 C 84.104 83.104 Tan.8 en vieillissement 189.104 83.104 Conductivité (S/m) à 25 C 29,6.10-12 1,23. 10'12 Conductivité (S/m) à 90 C 51,1.10-12 51. 10-12 Teneur en cuivre (ppm) 0,36 0, 200 Teneur en fer (ppm) <0,025 <0, 025 Teneur en plomb (ppm) <0,025 <0, 025 Teneur en étain (ppm) <0,500 <0, 500 Teneur en soufre (ppm) 750 717 Acidité (mg KOH/g d'huile) 0,026 0,029 E.C.T. (QC / m3) 96 7 Resistivity (Ohm. Cm) 0.037.1014 0.64.10'4 Load potential (A. Ohm.cm) 3272 4035 Water content (ppm) 6 7 Interfacial tension (mN / m) 44.5 42 , 2 Dielectric strength (kV) 79.5 83 Tan. 8 to 90 C 84.104 83.104 Tan.8 in aging 189.104 83.104 Conductivity (S / m) at 25 C 29.6.10-12 1.23. 10'12 Conductivity (S / m) at 90 C 51.1.10-12 51. 10-12 Copper content (ppm) 0.36 0.200 Iron content (ppm) <0.025 <0.025 Lead content ( ppm) <0.025 <0.025 Tin content (ppm) <0.500 <0.500 Sulfur content (ppm) 750 717 Acidity (mg KOH / g of oil) 0.026 0.029
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US4498992A (en) * | 1984-02-09 | 1985-02-12 | Petro-Williams Service Company | Process for treating contaminated transformer oil |
US4568467A (en) * | 1984-01-27 | 1986-02-04 | Westinghouse Electric Corp. | Reducing charging tendencies in flowing non-aqueous liquids |
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- 1998-07-09 FR FR9808813A patent/FR2780898B1/en not_active Expired - Lifetime
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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DATABASE WPI Section Ch Week 8535, Derwent World Patents Index; Class A13, AN 85-215112, XP002095775 * |
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