Эксплуатация трансформаторного масла кратко

Обновлено: 04.07.2024

Заводы-изготовители рекомендуют определять хроматографическим методом или адсорбциометрами на установках УВМ. Повышение гаэосодержания обуславливается нарушением герметичности пленочной защиты или наличием дефектов оборудования

В процессе эксплуатации трансформаторного масла выполняется сокращенный анализ масла, при необходимости выполняются различные испытания масла, входящие в объем полного анализа (помимо сокращенного анализа).

реакции водной вытяжки (количественное определение содержания водорастворимых кислот выполняется при кислой реакции водной вытяжки).

Как правило, при нормальной эксплуатации, когда показатели качества эксплуатационного масла не приближаются к предельно допустимым значениям и не наблюдается ухудшения характеристик твердой изоляции, сокращенного анализа достаточно для контроля состояния масла и прогнозирования срока службы масла.

6.2.2. Полный анализ масла помимо испытаний, входящих в объем сокращенного анализа, включает определение следующих показателей:

- тангенса угла диэлектрических потерь при 90°С (при необходимости также и при других температурах, например при 20 и 70°С);

Полный анализ эксплуатационного масла следует производить при приближении одного или нескольких показателей качества масла к предельно допустимому значению, а также при ухудшении характеристик твердой изоляции и (или) интенсивном старении масла, с целью определения причин данных процессов. Полный анализ позволяет более достоверно прогнозировать дальнейший срок службы эксплуатационного масла, выявлять причины загрязнения и правильно выбрать необходимые мероприятия по восстановлению его эксплуатационных свойств.

Кроме выше перечисленных показателей полный анализ может включать в себя определение таких показателей, как температура застывания, содержание серы, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, показатель преломления (

303 × 319 пикс.   Открыть в новом окне
) и некоторых других. Определение этих показателей, в основном, необходимо для определения типа масла (например для импортных масел) и его химического состава с целью оценки эксплуатационных свойств.

Хроматографический анализ растворенных в масле газов может входить в объем полного анализа эксплуатационного масла. Данный метод является специальным методом, служащим для обнаружения повреждений и дефектов отдельных конструктивных узлов и всей твердой изоляции электрооборудования, но практически не информирующем о качестве и состоянии самого масла.

6.2.3. Различные испытания, входящие в объем эксплуатационного контроля трансформаторного масла, выполняются по стандартным методикам в соответствие с требованиями ГОСТ или ТУ, кроме определения количественного содержания водорастворимых кислот, шлама и антиокислительной присадки (см. табл.5 ).

6.2.4. Цвет трансформаторного масла определяется при рассмотрении в проходящем свете и выражается числовой оценкой, основанной на сравнении с рядом цветовых стандартов. Внешний вид масла может быть мутным, с осадками и взвешенными частицами различных загрязнений. Цвет и внешний вид не являются решающими показателями для отбраковки масла, но дают полезную информацию о проведении необходимого объема испытаний масла.

6.2.5. Пробивное напряжение является важнейшим показателем качества масла, который характеризует способность жидкого диэлектрика выдерживать электростатическое напряжение без пробоя, т.е. определяет безаварийную работу всей системы изоляции оборудования. Определение значений пробивного напряжения по ГОСТ 6581-75 зависит от температуры испытуемого масла. Следует в протоколе указывать температуру масла при данном испытании и при прочих равных условиях результаты следует считать сопоставимыми, если разность температур при определении Uпp не превышает 2°С.

6.2.6. При приближении пробивного напряжения к предельно допустимому значению следует определить количественное влагосодержание масла. Влагосодержание также позволяет определить причину ухудшения характеристик твердой изоляции.

6.2.7. Кислотное число (КЧ) является основным показателем, характеризующим степень старения масла. Кроме КЧ степень старения характеризуют такие показатели как tg, влагосодержание и реакция водной вытяжки (содержание водорастворимых кислот).

6.2.8. Тангенс угла диэлектрических потерь является показателем качества масла чувствительным к присутствию в масле различных загрязнений [коллоидных (мелкодисперсных) образований, растворимых металлоорганических соединений (мыл) и различных продуктов старения масла и твердой изоляции]. Определение tg позволяет выявить незначительные изменения свойств масла даже при очень малой степени загрязнения, которые не определяются химическими методами контроля. Характер температурной зависимости tq позволяет определить тип загрязнения.

6.2.9. Газосодержание в основном характеризует эффективность действия пленочной защиты трансформаторов.

6.2.10. Снижение температуры вспышки трансформаторного масла указывает на наличие в оборудовании дефектов, приводящих к разложению масла и образованию воспламеняющихся летучих фракций.

Данные, полученные с помощью этого метода, в определенной мере дублируются данными, полученными хроматографическим анализом растворенных газов.

6.2.11. Определение наличия растворенного шлама является важным испытанием, так как позволяет выявить наличие растворенных в масле продуктов глубокого старения, способных выпадать в виде осадка на активной части электрооборудования. Продукты старения, выпадающие в осадок, оказывают наиболее отрицательное воздействие на твердую изоляцию.

6.2.12. Содержание ионола в эксплуатационном масле и стабильность против окисления являются наиболее точными показателями, характеризующими срок службы масла.

6.3.1. Периодичность определения значений показателей качества трансформаторного масла в процессе эксплуатации должна быть следующей:

сокращенный анализ масла должен выполняться не реже одного раза в три года для силовых трансформаторов мощностью более 630 кВА напряжением 6 кВ и выше, для измерительных трансформаторов напряжением 110 кВ и выше, негерметичных маслонаполненных вводов;

сокращенный анализ масла должен выполняться для герметичных маслонаполненных вводов при повышенных значениях tg изоляции или повышении давления во вводе выше нормы, для силовых трансформаторов при срабатывании газового реле на сигнал;

тангенс угла диэлектрических потерь эксплуатационного масла должен определяться не реже одного раза в три года для силовых и измерительных трансформаторов, негерметичных маслонаполненных вводов напряжением 220 кВ и выше;

тангенс угла диэлектрических потерь эксплуатационного масла должен определяться для герметичных маслонаполненных вводов при повышении давления во вводе выше нормы, а также для всех видов оборудования при значительном ухудшении характеристик твердой изоляции (tq и R60) или срабатывании газового реле трансформаторов на сигнал;

тангенс угла диэлектрических потерь и пробивное напряжение эксплуатационного масла должны определяться для силовых трансформаторов 500 кВ и выше через три месяца после включения в работу и в дальнейшем с периодичностью, указанной выше;

масло из трансформаторов мощностью менее 630 кВА включительно в процессе эксплуатации не проверяется;

масло из баковых масленных выключателей должно испытываться по пп.1 и 2 (см. табл. 5) после капитального и внепланового ремонтов, а также в случае выполнения ими предельно допустимого числа коммутаций (отключения и включения) токов КЗ; масло из баковых выключателей до 35 кВ включительно и маломасленных выключателей всех классов напряжения после выполнения ими предельно допустимого числа коммутаций токов КЗ без ремонта может не испытываться, а заменяться на свежее; после текущего ремонта баковых выключателей испытание масла следует проводить по п. 1 (см. табл. 5);

масло в баке контактора устройства РПН, должно испытываться по п.п. 1 и 7 (см. табл. 5) после определенного числа переключений, указанного в заводской инструкции по эксплуатации данного переключателя, но не реже одного раза в год, возможно качественное определение п. 7 по ГОСТ 1547-84, если отсутствует требование завода-изготовителя по количественному определению данного показателя, масло должно быть заменено на свежее в случае превышения предельно допустимого значения, указанного в п.п. 1 и 7 или достижения предельного числа переключений, указанных в инструкции по эксплуатации данного устройства РПН;

масло из трансформаторов, оборудованных пленочной защитой должно испытываться по п.п.7 и 8 (см. табл. 5), азотной защитой по п. 7 с периодичностью сокращенного анализа.

6.3.2. Следует отметить, что учащенному контролю должны подвергаться масла из трансформаторов, работающих в перегруженном режиме, из оборудования, к которому предъявляется требование повышенной надежности работы, а также в том случае, если любой из показателей качества (см. табл.5) эксплуатационного масла приближается к предельно допустимому значению.

6.4. Основная задача персонала при отборе проб - обеспечить тождественность пробы маслу, содержащемуся в оборудовании или в емкости.

6.4.1. Отбор проб свежих масел из транспортной емкости должен осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 2517-80. В случае несоблюдения процедуры отбора проб, указанной в ГОСТ 2517-80, претензия по качеству поступившего масла не будет обоснованной.

О состоянии и качестве трансформаторного масла судят по его химическим, механическим и электротехническим свойствам: кислотности, содержанию воды, механических примесей и взве­шенного угля, вязкости, температуре вспышки и пробивному на­пряжению. Большое влияние на качество масла оказывает его окисление кислородом из атмосферного воздуха, с которым масло находится в постоянном контакте. Этому процессу способствуют солнечный свет, высокая температура окружающей среды и неко­торые другие факторы. Повышение кислотности масла отрица­тельно сказывается на изоляции обмоток трансформатора, приво­дя к ее химическому разрушению; понижает его электрическую прочность, являющуюся одной из важнейших характеристик трансформаторного масла.

Показателями, характеризующими степень окисления мас­ла, являются кислотное число, и реакция водной вытяжки.

Кислотное число определяет количество едкого калия в миллиграммах, которое требуется для нейтрализации всех сво­бодных кислот в масле.

Реакция водной вытяжки характеризует наличие в масле низкомолекулярных (нерастворимых) кислот. В годном для экс­плуатации масле реакция водной вытяжки должна быть ней­тральной.

Важное значение для нормальной работы изоляционного масла имеет его вязкость и температура вспышки, т.е. темпера­тура, при которой пары масла, нагреваемого в закрытом сосуде, образуют смесь, вспыхивающую при поднесении пламени к ней. Для того чтобы изоляционное масло лучше отводило теплоту от нагретых элементов, оно должно хорошо циркулировать, т.е. об­ладать небольшой вязкостью.

Температура вспышки масла не должна быть ниже уста­новленных значений во избежание воспламенения масла при по­вышении температуры, вызванном перегрузкой трансформатора или масляного выключателя.

Содержание в масле механических примесей также опреде­ляет его качество. Примеси могут появиться при эксплуатации масла в результате растворения красок, лаков и изоляции; в виде угля, который образуется при электрической дуге, а также в виде осадка (шлама), представляющего собой продукты распада масла. Механические примеси в масле оказывают неблагоприятное влияние на работу трансформаторов и масляных выключателей, вызывая перекрытие изолированных друг от друга элементов и понижая электрическую прочность масла. Необходимо отметить, что загрязнение и старение масла в процессе его эксплуатации ведет к повышению диэлектрических потерь в масле.

В процессе эксплуатации масло темнеет и приобретает тем­но-коричневую окраску. Изменение цвета масла происходит под влиянием его нагрева и загрязнения смолами и осадками. Вслед­ствие того что характеристика масла в процессе эксплуатации ухудшается, его качество приходится периодически проверять. Такие проверки осуществляют 1 раз в 3 года, выполняя анализ масла.

Масло, годное для эксплуатации, должно удовлетворять следующим требованиям: кислотное число — не более 0,05 мг КОН на 1 кг масла; реакция водной вытяжки — нейтральная; механические примеси — визуальное отсутствие; падение темпе­ратуры вспышки — не более 5 °С от первоначальной; взвешенный уголь в масле из трансформатора — отсутствие, а из выключате­лей — незначительное количество; электрическая прочность для аппаратов напряжением до 10 кВ включительно — не ниже 20 кВ/мм; плотность при 20 °С — 0,84—0,89 г/см 3 ; удельное объемное сопротивление равно 10 14 —10 15 Ом-см при 20 °С; tg8 при 20 °С — не более 2 %, при 70 °С — не более 7 %; зольность — не более 0,005 %.

Масло многообъемных масляных выключателей дополни­тельно проверяют на содержание взвешенного угля после отклю­чения КЗ (если токи КЗ превышают половину паспортного значе­ния). Срок периодических испытаний сокращают при неблагоприятных для изоляционного масла условиях эксплуата­ции. К таким условиям относят, например, высокую рабочую температуру, влажный климат. Изоляционное масло, которое не удовлетворяет указанным требованиям, восстанавливают.

При эксплуатации уровень масла в трансформаторах и вы­ключателях постепенно понижается вследствие его испарения и периодических отборов для испытаний. Поэтому периодически масло доливают. В отдельных случаях смешение масел приводит к ухудшению их качества. В связи с этим смешивать масла мож­но лишь при наличии подтверждения лабораторными испыта­ниями.




В условиях низкой температуры особое значение приобрета­ет температура застывания масла. При низкой температуре ок­ружающей среды повышается вязкость масла, это приводит к по­нижению скорости движения траверсы выключателя и ухудшает циркуляцию масла в маслонаполненных аппаратах. По нормам температура застывания масла для масляных выключателей, на­ходящихся в неотапливаемых помещениях или на открытых РУ и ПС, в районах, где температура воздуха не бывает ниже -20 °С, должна быть не выше -35 °С для масляных выключателей и -45 °С для трансформаторов. Температура застывания масла для остальных районов должна быть не выше -45 °С.

Пробы масла из аппаратуры открытых ПС берут- только в сухую погоду, с тем чтобы в масло не мог попасть сырой воздух. Во избежание возможных изменений пробы масла должны дос­тавляться в лабораторию для анализа не позднее чем через 7 дней после отбора и снабжаться ярлыками с указанием места и време­ни взятия пробы.

Если не принимать профилактических мер, трансформатор­ное масло сравнительно быстро ухудшает свои качества. При этом его приходится часто проверять, подвергать очистке и смене. Все это в значительной мере удорожает расходы по его эксплуатации. В настоящее время принимаются меры, направленные на замед­ление процессов старения изоляционного масла. Например, ши­роко применяется способ циркуляции масла через термосифон­ный фильтр с силикагелем, поглощающим продукты старения

масла. Благодаря этому качество масла непрерывно восстанавли­вается. Термосифонная регенерация масла производится без от­ключения трансформаторов, что особенно важно при работе трансформаторов, не имеющих резерва трансформаторной мощ­ности.

Применение трансформаторных масел с присадкой анти­окислителей ВТИ-1 повышает их стабильность, так как задержи­вает процесс его окисления. При азотном способе защиты окисле­ния соприкосновению масла с воздухом препятствуют создаваемые в баке трансформатора азотные подушки.

В этом случае, если масло не удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, принимают меры к восстановлению его свойств. Метод восстановления масла, находившегося в эксплуа­тации, выбирают в зависимости от характера ухудшения его ка­чества. Если ухудшение качества масла связано не с изменением его химических свойств, а с наличием в нем нерастворимых ме­ханических примесей, частиц угля и воды, восстановить масло можно путем отстоя, фильтрования и очистки в центрифугах.

При фильтровании масло продавливается через фильтро­вальный картон, поглощающий воду из масла. При очистке масла центрифугированием применяют два способа: кларификацию и пурификацию (различаются сборкой тарелок барабана). При кларификации масло очищается главным образом от механических примесей, шлама и угля, оседающих в грязевике барабана. После такой очистки масло осветляется. В этом случае, если масло со­держит воду в значительном количестве, применяют способ пу-рификации, при котором вода непрерывно отводится из центри­фуги.

О состоянии и качестве трансформаторного масла судят по его химическим, механическим и электротехническим свойствам: кислотности, содержанию воды, механических примесей и взве­шенного угля, вязкости, температуре вспышки и пробивному на­пряжению. Большое влияние на качество масла оказывает его окисление кислородом из атмосферного воздуха, с которым масло находится в постоянном контакте. Этому процессу способствуют солнечный свет, высокая температура окружающей среды и неко­торые другие факторы. Повышение кислотности масла отрица­тельно сказывается на изоляции обмоток трансформатора, приво­дя к ее химическому разрушению; понижает его электрическую прочность, являющуюся одной из важнейших характеристик трансформаторного масла.

Показателями, характеризующими степень окисления мас­ла, являются кислотное число, и реакция водной вытяжки.

Кислотное число определяет количество едкого калия в миллиграммах, которое требуется для нейтрализации всех сво­бодных кислот в масле.

Реакция водной вытяжки характеризует наличие в масле низкомолекулярных (нерастворимых) кислот. В годном для экс­плуатации масле реакция водной вытяжки должна быть ней­тральной.

Важное значение для нормальной работы изоляционного масла имеет его вязкость и температура вспышки, т.е. темпера­тура, при которой пары масла, нагреваемого в закрытом сосуде, образуют смесь, вспыхивающую при поднесении пламени к ней. Для того чтобы изоляционное масло лучше отводило теплоту от нагретых элементов, оно должно хорошо циркулировать, т.е. об­ладать небольшой вязкостью.

Температура вспышки масла не должна быть ниже уста­новленных значений во избежание воспламенения масла при по­вышении температуры, вызванном перегрузкой трансформатора или масляного выключателя.

Содержание в масле механических примесей также опреде­ляет его качество. Примеси могут появиться при эксплуатации масла в результате растворения красок, лаков и изоляции; в виде угля, который образуется при электрической дуге, а также в виде осадка (шлама), представляющего собой продукты распада масла. Механические примеси в масле оказывают неблагоприятное влияние на работу трансформаторов и масляных выключателей, вызывая перекрытие изолированных друг от друга элементов и понижая электрическую прочность масла. Необходимо отметить, что загрязнение и старение масла в процессе его эксплуатации ведет к повышению диэлектрических потерь в масле.

В процессе эксплуатации масло темнеет и приобретает тем­но-коричневую окраску. Изменение цвета масла происходит под влиянием его нагрева и загрязнения смолами и осадками. Вслед­ствие того что характеристика масла в процессе эксплуатации ухудшается, его качество приходится периодически проверять. Такие проверки осуществляют 1 раз в 3 года, выполняя анализ масла.

Масло, годное для эксплуатации, должно удовлетворять следующим требованиям: кислотное число — не более 0,05 мг КОН на 1 кг масла; реакция водной вытяжки — нейтральная; механические примеси — визуальное отсутствие; падение темпе­ратуры вспышки — не более 5 °С от первоначальной; взвешенный уголь в масле из трансформатора — отсутствие, а из выключате­лей — незначительное количество; электрическая прочность для аппаратов напряжением до 10 кВ включительно — не ниже 20 кВ/мм; плотность при 20 °С — 0,84—0,89 г/см 3 ; удельное объемное сопротивление равно 10 14 —10 15 Ом-см при 20 °С; tg8 при 20 °С — не более 2 %, при 70 °С — не более 7 %; зольность — не более 0,005 %.

Масло многообъемных масляных выключателей дополни­тельно проверяют на содержание взвешенного угля после отклю­чения КЗ (если токи КЗ превышают половину паспортного значе­ния). Срок периодических испытаний сокращают при неблагоприятных для изоляционного масла условиях эксплуата­ции. К таким условиям относят, например, высокую рабочую температуру, влажный климат. Изоляционное масло, которое не удовлетворяет указанным требованиям, восстанавливают.

При эксплуатации уровень масла в трансформаторах и вы­ключателях постепенно понижается вследствие его испарения и периодических отборов для испытаний. Поэтому периодически масло доливают. В отдельных случаях смешение масел приводит к ухудшению их качества. В связи с этим смешивать масла мож­но лишь при наличии подтверждения лабораторными испыта­ниями.

В условиях низкой температуры особое значение приобрета­ет температура застывания масла. При низкой температуре ок­ружающей среды повышается вязкость масла, это приводит к по­нижению скорости движения траверсы выключателя и ухудшает циркуляцию масла в маслонаполненных аппаратах. По нормам температура застывания масла для масляных выключателей, на­ходящихся в неотапливаемых помещениях или на открытых РУ и ПС, в районах, где температура воздуха не бывает ниже -20 °С, должна быть не выше -35 °С для масляных выключателей и -45 °С для трансформаторов. Температура застывания масла для остальных районов должна быть не выше -45 °С.

Пробы масла из аппаратуры открытых ПС берут- только в сухую погоду, с тем чтобы в масло не мог попасть сырой воздух. Во избежание возможных изменений пробы масла должны дос­тавляться в лабораторию для анализа не позднее чем через 7 дней после отбора и снабжаться ярлыками с указанием места и време­ни взятия пробы.

Если не принимать профилактических мер, трансформатор­ное масло сравнительно быстро ухудшает свои качества. При этом его приходится часто проверять, подвергать очистке и смене. Все это в значительной мере удорожает расходы по его эксплуатации. В настоящее время принимаются меры, направленные на замед­ление процессов старения изоляционного масла. Например, ши­роко применяется способ циркуляции масла через термосифон­ный фильтр с силикагелем, поглощающим продукты старения

масла. Благодаря этому качество масла непрерывно восстанавли­вается. Термосифонная регенерация масла производится без от­ключения трансформаторов, что особенно важно при работе трансформаторов, не имеющих резерва трансформаторной мощ­ности.

Применение трансформаторных масел с присадкой анти­окислителей ВТИ-1 повышает их стабильность, так как задержи­вает процесс его окисления. При азотном способе защиты окисле­ния соприкосновению масла с воздухом препятствуют создаваемые в баке трансформатора азотные подушки.

В этом случае, если масло не удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, принимают меры к восстановлению его свойств. Метод восстановления масла, находившегося в эксплуа­тации, выбирают в зависимости от характера ухудшения его ка­чества. Если ухудшение качества масла связано не с изменением его химических свойств, а с наличием в нем нерастворимых ме­ханических примесей, частиц угля и воды, восстановить масло можно путем отстоя, фильтрования и очистки в центрифугах.

При фильтровании масло продавливается через фильтро­вальный картон, поглощающий воду из масла. При очистке масла центрифугированием применяют два способа: кларификацию и пурификацию (различаются сборкой тарелок барабана). При кларификации масло очищается главным образом от механических примесей, шлама и угля, оседающих в грязевике барабана. После такой очистки масло осветляется. В этом случае, если масло со­держит воду в значительном количестве, применяют способ пу-рификации, при котором вода непрерывно отводится из центри­фуги.

эксплуатация трансформаторного масла

Эксплуатация трансформаторного масла зависит от его характеристик, который в значительной степени определяются количеством примесей. Так, содержание всего 0,01…0,02% влаги в масле приводит к снижению пробивного напряжения в 4…5 раз. Это объясняется тем, что полярная жидкость – вода (е = 80), находясь в неполярной жидкости – масле (е = 2,2), способна ориентироваться в виде цепочек, вытянутых между электродами в направлении поля. По этим цепочкам и происходит пробой увлажненного масла. Для создания цепочек достаточно небольшого количества влаги, дальнейшее повышение ее содержания в масле поведет только к нарастанию числа параллельных цепей, что не изменит значения пробивного напряжения В неравномерных полях, в местах с повышенной напряженностью высокая концентрация влаги может привести к образованию крупных капель, оседающих на дно сосуда за пределы межэлектродного пространства. Поэтому влияние влажности менее заметно при пробое масла в неравномерном электрическом поле.

Влияние примесей на трансформаторное масло

Эксплуатация трансформаторного масла может сопровождаться поступлением влаги в масло из окружающей среды и ее образованием в результате происходящих в нем окислительных процессов.

Отрицательно влияют на масло некоторые примеси.

Парафин, растворяясь в масле, увеличивает его вязкость. Его присутствие особенно недопустимо в масле выключателей.

Уголь безвреден для масла, но действует как стабилизирующий фактор для эмульсии воды и способствует увеличению количества воды в масле.

Осадки и шлам – продукты старения масла – гигроскопичны и накапливают в себе значительное количество влаги. Являясь полярными диэлектриками, они могут образовывать проводящие мостики между электродами, по которым может происходить пробой масла. К перекрытиям и разрушениям приводят и отложения осадков и шлама на поверхности твердой изоляции, находящейся в масле; кроме того, осадки закупоривают каналы между обмотками трансформатора и ухудшают его охлаждение.

Окисление масла происходит под воздействием кислорода воздуха, повышенной температуры и примесей. Порознь эти факторы воздействуют на масло значительно слабее.

эксплуатация силовых трансформаторов

Сушка и очистка трансформаторного масла

Примеси из масла удаляют сушкой или очисткой, а химический состав восстанавливают регенерацией. Этим улучшается эксплуатация трансформаторного масла.

В энергетических системах масло сушат двумя способами:

  1. просасыванием через него сухого азота или углекислого газа при комнатной температуре; над маслом создают вакуум 20… 30 кПа;
  2. распылением масла при комнатной температуре и остаточном давлении 2,5…5,5 кПа, для ускорения сушки масло подогревают до 40…50°С (313…323K) при остаточном давлении 8. 13 кПа.

В условиях небольших ремонтных предприятий масло сушат путем подогрева или отстоя его при температуре 25…35°С (298… 308К). Отстой – крайне простой, дешевый и безвредный для масла способ сушки. Недостаток его – большая длительность операции.

Сушка масла при помощи подогрева также несложна, причем масло можно подогревать самыми различными методами, в том числе в собственном баке трансформатора. Но длительный нагрев масла может привести к его порче.

В условиях эксплуатации масло не только увлажняется, но и загрязняется. От воды и механических примесей масло очищают центрифугированием и фильтрованием.

Центрифугирование позволяет отделить воду и примеси, которые тяжелее масла. Температура масла должна быть 45…55°С (318…328К). При пониженной температуре высокая вязкость масла препятствует отделению воды и примесей, а при повышении температуры выше 70°С (343К) воду трудно отделить из-за начинающегося парообразования и повышенной растворимости воды в масле. Кроме того, при повышенной температуре происходит интенсивное старение – ухудшается эксплуатация трансформаторного масла.

Фильтрование – продавливание масла через пористую среду (картон, бумага, материя, слой отбеливающей земли или силикагеля) осуществляют при помощи фильтр-прессов. Фильтровальная бумага и картон не только задерживают примеси, но и впитывают воду.

Наибольшей гигроскопичностью обладает мягкий и рыхлый картон, однако он плохо задерживает шлам и уголь и сам выделяет много волокон. Чередование в фильтр-прессе листов мягкого и твердого картона позволяет получить хорошо очищенное масло.

Фильтровать масло желательно при температуре 40…50°С (313… 323К), так как при большей температуре падает гигроскопичность картона и возрастает растворимость воды в масле. Загрязненный картон можно прополоскать в чистом масле высушить и вновь пустить в работу. Для очистки 1 т масла требуется около 1 кг картона.

Фильтр-пресс включают обычно после центрифуги для удаления остатков шлама и воды. Он обеспечивает почти предельную очистку масла от воды и наиболее высокую электрическую прочность масла. К достоинствам фильтр-пресса относятся его способность работать при нормальной температуре, отсутствие смешивания масла с воздухом и возможность очистки масла от мельчайших частиц угля. Однако центрифуги способны очистить масло, содержащее эмульсии, тогда как фильтр-пресс для очистки таких масел непригоден.

Центрифуги и фильтр-прессы можно применять для очистки масел, находящихся в баках трансформаторов, в том числе и работающих, но при строгом соблюдении техники безопасности н особых условий. Использование в фильтр-прессах в качестве дополнительной фильтрующей среды силикагеля или отбеливающих глин заметно снижает кислотное число масла.

Эксплуатация трансформаторного масла. Старение

Регенерация изоляционных жидкостей

силикагель

Силикагель

Масла регенерируют двумя способами: контактным и фильтрованием (перколяцией). При первом способе окисленное масло перемешивают с мелкоразмолотым адсорбентом (обычно природные глины и земли) при температуре 80…90°С (353…363 К) в течение 20…30 мин, после чего фильтруют.

Следует иметь в виду, что переочистка масла снижает его стабильность.

Продление срока службы масла и трансформатора

Для продления срока службы масла в трансформаторах и, следовательно, срока службы самого трансформатора в эксплуатации принимают следующие меры.

1. Полностью или частично защищают масло от соприкосновения с наружным воздухом. Так, за рубежом, особенно в Скандинавских странах, небольшие хутора снабжают электроэнергией от полностью герметизированных трансформаторов. Этим существенно улучшается эксплуатация трансформаторного масла.

Ряд французских фирм производит крупные трансформаторы с. азотной защитой масла, у которых воздух из пространства между крышкой бака и маслом выкачан и заменен азотом. На крышке бака укреплена емкость (эластичный мешок), объем которой изменяется в зависимости от температуры нагрева трансформатора. Некоторые из фирм устанавливают на крышку бака трансформатора клапанное устройство, которое при нагреве трансформатора излишек азота, находящегося в пространстве под крышкой, выпускает в атмосферу, а при охлаждении трансформатора герметизирует его.

утилизация трансформаторных масел

Трансформаторное масло до и после регенерации

Трансформаторы отечественного производства снабжены расширителями, установленными на крышке бака, это резко сокращает поверхность соприкосновения масла с окружающей средой. На крупных трансформаторах устанавливают фильтры, поглощающие кислород и влагу из воздуха, поступающего в трансформатор при его работе.

2. Снижают температуру нагрева масла при эксплуатации. Согласно рекомендациям ПТЭ, окрашивают баки трансформаторов в светлые тона, а также обеспечивают соответствующую вентиляцию работающих трансформаторов.

В масло вводят специальные присадки – стабилизаторы, или ингибиторы (ионол, амидопирин и др.), являющиеся антиокислителями масла и заметно повышающие его стабильность. Присадки не только удлиняют начальный (индуктивный) период окисления масла, но и защищают масло от каталитического действия металлов и предохраняют металлы от коррозии кислыми продуктами старения масла.

Необходимо иметь в виду, что в зависимости от исходного сырья (нефти) может отличаться и эксплуатация трансформаторного масла. Поэтому перед доливкой масел в аппараты необходимо обязательно провести анализ проб масла, убедиться в их идентичности и выбрать соответствующий ингибитор.

3. Применяют термосифонные фильтры для непрерывной регенерации масла (предусмотрено ПТЭ для трансформаторов мощностью 160 кВ-A и выше). Это наиболее совершенные методы продления срока службы трансформаторных масел.

Термосифон представляет собой цилиндр, заполненный адсорбентом и присоединенный патрубками к верхней и нижней частям бака трансформатора. Благодаря разности температур масло, циркулируя в термосифоне, очищается от воды, кислот, смол и шлама.

Количество силикагеля в фильтре должно составлять 0,25…1,5% массы масла. Чем больше силикагеля, тем выше эффективность его воздействия на масло. От количества силикагеля зависит продолжительность работы фильтра. Его можно включать и выключать по мере необходимости и даже переносить с одного трансформатора на другой.

Небольшие по мощности трансформаторы сельских распределительных сетей, к сожалению, не снабжаются термосифонными фильтрами.

В условиях эксплуатации при ревизиях и ремонтах трансформаторов целесообразно на крышках их баков устанавливать так называемые поглотительные патроны. Поглотительными патронами или термосифонными фильтрами различной конструкции можно обеспечивать при ремонтах все трансформаторы устаревших серий.

При прокаливании крупных частиц отработанного адсорбента при температуре 600…700°С (873…973К) выгорают все органические вещества в их порах и активная поверхность частиц адсорбента восстанавливается.

Заслуживает внимания опыт использования в термосифонных фильтрах добавки к силикагелю более активного влагопоглотителя – цеолита.

цеолит

Цеолит

Авторы исследовали изменение электрической прочности масла двух трансформаторов, один из которых был снабжен термосифонным фильтром, заполненным комбинированным адсорбентом с соотношением цеолита и силикагеля 1:5, другой не имел фильтра. Электрическая прочность трансформаторного масла без фильтра изменялась в зависимости от изменения относительной влажности окружающей среды.

Пробивное напряжение масла трансформатора с фильтром сначала возрастало даже при повышении влажности окружающей среды (77…84%) и достигло 46,8 кВ против 36 кВ на день включения, затем пробивное напряжение масла снизилось и к шестому месяцу эксплуатации достигло 25,5 кВ, в то время как относительная влажность окружающей среды снизилась и достигла 60…70%. Такое явление объясняется тем, что количество цеолита, обладающего высокой аккумулирующей способностью, оказалось недостаточным, его возможности были исчерпаны за 2 месяца. В то время когда в трансформаторе должен был происходить естественный процесс самоосушения изоляции масла за счет снижения относительной влажности окружающей среды, масло постепенно увлажнилось за счет десорбции влаги, накопленной цеолитом. Последнее подтвердилось контрольными взвешиваниями цеолита: по отношению к своей массе он поглотил 56% влаги. Вот такая вот эксплуатация трансформаторного масла.

Таким образом, цеолит может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на масло. После повышения соотношения цеолита и силикагеля в трансформаторе до 1: 2,5 продолжительность адсорбционной способности фильтра возросла до 8 месяцев. Этого рабочего цикла вполне достаточно для регулирования влагосодержания масла в допустимых пределах в наиболее тяжелые периоды работы трансформаторов в условиях сельского хозяйства.

Контрольные взвешивания цеолита показали, что за 8 месяцев он поглотил влаги 35% своей массы. Среднее пробивное напряжение масла составило 45 кВ при низшем пределе 38 кВ в момент включения.

4. Регулярно по плану проверяют состояние масла и при необходимости очищают его.

Находящееся в эксплуатации изоляционное масло, согласно ПТЭ, должно подвергаться лабораторным испытаниям в следующие сроки:

  • один раз в год для трансформаторов, работающих без термосифонных фильтров, – сокращенный анализ;
  • не реже одного раза в 3 года для трансформаторов, работающих с термосифонными фильтрами, – сокращенный анализ;
  • после капитальных ремонтов трансформаторов и аппаратов.

При повышенных значениях tgδ и С2/С50 обмоток и вводов трансформаторов измеряют tgδ масла.

Внеочередную пробу масла для определения температуры вспышки нужно отбирать из трансформатора при обнаружении горючего газа в газовом реле трансформатора.

В измерительных трансформаторах напряжением до 20 кВ и силовых трансформаторах мощностью до 63 кВ-А, напряжением до 10 кВ включительно пробы масла не отбирают и масло заменяют при браковочных показателях по результатам профилактических испытаний изоляции.


Силовые масляные трансформаторы являются самыми распространенными элементами оборудования энергетической отрасли. Надежность их работы во многом зависит от качества и чистоты трансформаторного масла.

Статьи




Силовые трансформаторы: устройство и особенности

Силовой трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода и двух или более обмоток, по которым протекает электрический ток.

При работе трансформатора на его изоляцию длительное время воздействует электрическое поле, которое соответствует номинальному рабочему напряжению. Кроме того, возможны кратковременные перенапряжения, вызванные коммутационными процессами в электрической сети, аварийными режимами работы или воздействием атмосферных грозовых разрядов. В таких условиях обмотки трансформатора и другие его токоведущие части нагреваются, что приводит к старению изоляции и снижению ее диэлектрических свойств. Правильно выбранная изоляция обмоток обеспечивает длительный срок его службы в условиях электрических, тепловых, механических и других воздействий, которым трансформатор подвергается в процессе эксплуатации. Обмотки трансформаторов небольшой мощности обычно имеют лаковую, бумажную или тканевую изоляцию.

В мощных силовых трансформаторах, как правило, в качестве электроизоляционной среды используются специальные трансформаторные масла. По сравнению с сухими трансформаторами маслозаполненные имеют более сложную конструкцию.

Силовой масляный трансформатор состоит из бака с радиаторами, заполненных маслом, и магнитопровода с обмотками. Бак снабжен заливной пробкой и указателем уровня масла. При повышении температуры объем трансформаторного масла увеличивается. Для компенсации объемного расширения бак выполняется гофрированным. Кроме того, в баке устанавливают предохранительный клапан, который служит для предотвращения избыточного давления.

Место установки силовых трансформаторов негерметичного исполнения необходимо подбирать с учетом требований противопожарных и санитарных норм, так как масло и его пары опасны для здоровья людей, и являются горючими, а при некоторых условиях и взрывоопасными материалами.

Несмотря на указанные недостатки современные масляные трансформаторы имеют ряд преимуществ и пользуются большой популярностью. Силовые трансформаторы с герметичной конструкцией полностью безопасны, так как масло не взаимодействует с окружающей средой. Они не требуют никакого профилактического осмотра или дополнительного ухода, кроме долива масла до необходимого уровня. Масляные силовые трансформаторы отличаются невысоким реактивным сопротивлением. Они имеют длительный срок службы, так как обмотки, погруженные в масляную ванну, полностью защищены от воздействия окружающей среды. Герметичность конструкции зачастую позволяет эксплуатировать масляные трансформаторы без каких-либо ремонтных или профилактических работ в течение 20-25 лет.

Требования к трансформаторным маслам

Для заполнения силовых трансформаторов используют специальные трансформаторные масла, получаемые из нефтяных дистиллятов методами селективной, фенольной, кислотно-щелочной очистки, гидрокрекинга. Срок службы и надежность трансформаторов напрямую зависит от качества и характеристик применяемых трансформаторных масел, поэтому к их свойствам предъявляется ряд общих требований, наиболее важными из которых являются следующие:

  • обеспечение хорошего теплоотвода (большая теплоемкость, теплопроводность; низкая вязкость);
  • отсутствие в составе серных кислот, которые разрушают элементы трансформаторов;
  • высокая электрическая прочность.

Одним из основных требований, предъявляемых к трансформаторным маслам, является их чистота. Наличие механических примесей, продуктов окисления, влаги и воздуха значительно снижают электрическую прочность. Согласно действующему нормативу РД 34.45-51.300-97 "Объем и нормы испытаний электрооборудования":

  • содержание воды в заливаемом трансформаторном масле должно составлять не более 0,001 %, а для негерметичных систем – не более 0.0025 %;
  • концентрация воздуха в масле для герметичных систем не должна превышать 0,5 %;
  • содержание механических примесей, должно быть не хуже 11-го класса чистоты для трансформаторов напряжением до 220 кВ и не хуже 9-го класса чистоты для остальных трансформаторов.

Силовые трансформаторы эксплуатируются в различных климатических условиях, поэтому подвергаются длительному воздействию как высоких, так и низких температур. Следует учитывать, что при понижении температуры вязкость масла значительно снижается вплоть до его застывания, что ухудшает эффективность теплоотвода и делает невозможным циркуляцию масла в системе. Согласно стандарту "Спецификация на свежие нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей", разработанному международной электротехнической комиссией, по температуре застывания трансформаторные масла подразделяются на три класса:

  • I –для южных районов (температура застывания ниже -30 °С);
  • II - для северных районов (температура застывания ниже -45 °С);
  • III - для арктических районов (температура застывания -60 °С и ниже).

При длительной эксплуатации трансформаторов под нагрузкой повышается температура масла, которое является горючим материалом и представляет повышенную пожарную опасность. Поэтому для трансформаторных масел важным свойством является точка вспышки – температура, при которой их пары вспыхивают от поднесенного к ним пламени в нормальных условиях. Точка вспышки для арктических масел колеблется в пределах +90…+115 °С. Для обычных масел она составляет +130…+170 °С.

С точки зрения пожарной безопасности не менее важной характеристикой является точка его воспламенения – температура, при которой масло самовозгорается при наличии воздуха. Для современных трансформаторных масел точка воспламенения должна составлять +350…+400 °С.

Масло окисляется не только на поверхности, но и при взаимодействии с растворенным в нем воздухом. При давлении в 1 кгс/см2 его содержание в масле может составлять до 11 % по объему. Поэтому перед монтажом трансформаторов необходимо проводить дегазацию масла. Наличие даже небольшого количества растворенного воздуха вызывает реакции окисления даже в герметичных системах, поэтому трансформаторные масла должны иметь высокие антиокислительные свойства.

Следует иметь в виду, что масло с более высокой температурой вспышки позволяет лучше провести осушение и дегазирование перед заливом в трансформатор.

Эксплуатация трансформаторных масел

Так как срок службы и надежность работы трансформаторов в большой степени зависит от качества и чистоты используемого трансформаторного масла, то перед заливкой в оборудование оно должно проходить тщательный контроль и проверку по всем показателям технических условий, а также подвергаться очистке, осушке и дегазации с помощью специального оборудования. Для увеличения срока службы масла многие трансформаторы имеют азотную защиту или оснащаются пленочными диафрагмами. Эти устройства защищают масло от воздействия на него атмосферного кислорода.

В этой связи уже залитое в оборудование масло должно ежегодно проходить контроль по таким показателям как кислотное число, реакция водной вытяжки, наличие воды и механических примесей, количество образовавшихся отложений, температура вспышки, пробивное напряжение, тангенс угла диэлектрических потерь.

Масло с неудовлетворительными показателями подлежит замене или восстановлению на специальном оборудовании. Регенерацию масла можно производить неоднократно. Так как стоимость нового трансформаторного масла относительно высока, то использование восстановленного масла обычно оказывается экономически целесообразным. Однако простой замены масла на новое или восстановленное часто оказывается недостаточно – на внутренних поверхностях трансформатора остаются отложения. Для их удаления трансформатор необходимо промыть горячим нафтеновым или регенерированным маслом.

Другие сферы применения трансформаторных масел

Трансформаторные масла применяются также в качестве жидкой теплоотводящей, дугогасящей и изоляционной среды в измерительных трансформаторах, масляных выключателях, конденсаторах высокого напряжения. Кроме того, трансформаторными маслами пропитывают бумагу, картон, ткань, используемые в качестве изоляционных материалов, повышая таким образом их электрическую прочность.

ПОЧЕМУ НАМ ДОВЕРЯЮТ


Мы предлагаем только оригинальные продукты, поскольку высокое качество материалов - залог надежности и долговечности работы оборудования, агрегатов и машин.

В работе у нас нет шаблонов - с каждым клиентом мы работаем индивидуально.

Успешны наши клиенты - успешны мы!


Силиконовый компаунд EFELE SG-385 начал производиться серийно


Материалы EFELE помогли повысить качество термоизмеряющего оборудования и условия работы персонала.

Трансформаторным (изоляционным) маслом заполняются баки силовых трансформаторов и реакторов, масляных выключателей, измерительные трансформаторы и вводы.

Масло в трансформаторах и реакторах используется в качестве охлаждающей среды и изоляции. В масляных вы-

ключателях оно выполняет роль дугогасящей среды иизоляции токоведущих частей.

На станциях и подстанциях находят применение масла различных марок, выпускаемые по стандартам и техническим условиям. Масла различных марок существенно отличаются по своим диэлектрическим свойствам, поэтому каждое из них предназначается для заливки в оборудование определенных классов напряжения.

Масла разделяют на две группы: содержащие антиокислительные присадки (ингибированные) и не содержащие их( неингибированные). Ингибированное масло более стабильно. Оно не оказывает вредного влияния на твердую изоляцию трансформаторов.

В эксплуатации принято делить масло на свежее, регенерированное, чистое сухое, эксплуатационное и отработанное. Запасы этих масел содержатся раздельно в специальных баках.

Отбор проб и испытания масла. Впроцессе эксплуатации масло загрязняется механическими примесями, увлажняется, в нем накапливаются продукты окисления. При этом масло теряет свои электроизоляционные свойства, в результате чего снижается сопротивление изоляции оборудования. Масло окисляется под влиянием кислорода воздуха. Активность кислорода усиливается в присутствии влаги, попадающей в масло извне. Окислению способствует высокая температура, солнечный свет, присутствие металлов (особенно меди и ее сплавов), являющихся катализаторами окисления. Чем больше продуктов старения в масле, тем хуже его свойства. Поэтому большое значение приобретает систематическое наблюдение за состоянием масла в трансформаторах и аппаратах. Наблюдение ведется путем отбора проб и проведения лабораторных испытаний. При обнаружении изменения показателей по сравнению с установленными нормами принимаются меры по восстановлению утерянных маслом свойств. Это достигается очисткой, осушкой и регенерацией масла. Отбор проб производится в сухую погоду в промытые и хорошо просушенные стеклянные банки вместимостью 0,5 и 1 л.

Различают три вида испытаний изоляционных масел: испытание на электрическую прочность, сокращенный анализ, полный анализ. Полному анализу подвергаются масла на нефтеперегонных заводах, а также масла после регенерации.

Для эксплуатационного масла, находящегося в работе (залитого в оборудование), проводятся сокращенный анализ и испытание его электрической прочности. Масло должно удовлетворять следующим показателям качества: кислотное число — не более 0,25 мг КОН/г; содержание водорастворимых кислот и щелочей — не более 0,014 мг КОН/г для трансформаторов мощностью более 630 кВ-А и для герметичных маслонаполненных вводов, для негерметичных вводов напряжением до 500 кВ — 0,03 мг КОН/г; отсутствие механических примесей; падение температуры вспышки по сравнению с предыдущим анализом не более 5 °С; взвешенный уголь в масле выключателей — не более одного балла; электрическая прочность масла (пробивное напряжение) для трансформаторов, аппаратов и вводов;

Напряжение трансформатора, аппарата, ввода, кВ . До 15 15—35 60—220 330—500 750

Наименьшее пробивное напряжение, кВ . . . 20 25 35 45 55

Кроме того, свежее трансформаторное масло, поступающее с завода и предназначенное для заливки в оборудование, дополнительно проверяется на стабильность, тангенс угла диэлектрических потерь и натровую пробу.

Масло из трансформаторов с пленочной защитой при эксплуатации проверяется также на влагосодержание и газосодержание, а из трансформаторов с азотной защитой — только на влагосодержание.

Масло из баковых выключателей 110 кВ и выше в процессе эксплуатации испытывается на пробивное напряжение, содержание механических примесей и взвешенного угля после выполнения ими предельно допустимого числа коммутаций тока КЗ.

Сокращенный анализ масла проводится в следующие сроки:

масло из силовых трансформаторов мощностью более 6300 кВ-А и напряжением 6 кВ и выше, из измерительных трансформаторов напряжением выше 35 кВ и негерметичных маслонаполненных вводов — не реже 1 раза в 3 года;

из герметичных вводов — при повышенных значениях угла диэлектрических потерь вводов;

из силовых трансформаторов — при срабатывании газового реле на сигнал.

Проверка масла из масляных выключателей производится при капитальном, текущем и внеплановом ремонтах.

Очистка и сушка масла.Масло, не удовлетворяющее нормам на электрическую прочность в связи с его увлажнением или загрязнением механическими примесями, подвергается центрифугированию.




Центрифугированием масло очищается не от всех загрязнений. Легкие волокна, частицы взвешенного угля, смолистые вещества остаются в масле вследствие небольшой разницы плотностей масла и примесей. Более глубокая очистка достигается при применении фильтр-пресса. При фильтровании масло под давлением 0,4—0,6 МПа продавливается насосом через пористую среду (бумагу) с большим количеством капилляров, задерживающих в себе частички воды и примесей размером более 10—15 мкм.

Экономичным и совершенным способом является сушка масла распылением в вакууме. Сущность метода заключается в том, что в специальной вакуумной камере производится тонкое распыление увлажненного масла. Образующиеся при этом пары воды отсасываются вакуумным насосом, а осушенное масло выпадает в виде капель на дно камеры.

Получил распространение способ сушки масла при помощи синтетического цеолита. По составу цеолиты являются водными алюмосиликатами кальция или натрия. Цеолиты содержат огромное количество пор, имеющих размеры молекул. При пропускании сырого масла через слой высушенного цеолита молекулы воды поглощаются его порами и удерживаются в них. Устройство цеолитовой установки показано на рис. 7.31. Для осушки эксплуатационного масла требуется примерно 0,1—0,2 % цеолита от массы масла.

Восстановление масел происходит в процессе фильтрации его через слой зерен адсорбента. Для этого адсорбент помещается в специальный аппарат — адсорбер (рис. 7.32), через который насосом прокачивается масло. Пропуск масла контролируется расходомером и составляет 250— 360 л/ч.

Передвижные адсорберы используются для очистки масла, сливаемого из оборудования во время ремонта, а


Рис. 7.31. Схема цеолитовой установки для сушки масла:

1 — маслонасос; 2 — маслоподогреватель; 3 — фильтр механической очистки; 4 — цеолитовый фильтр-адсорбер; 5 — манометр; 6 — расходомер

также в работающем оборудовании, находящемся под напряжением (рис. 7.33). В последнем случае регенерация ведется под постоянным наблюдением персонала, так как возможны колебания уровня масла в действующем оборудовании, а их нельзя допускать.

Зернистые адсорбенты, потерявшие активность, восстанавливаются в особых камерах продувкой воздухом, нагретым до 200 °С.

Предохранение масла от увлажнения и окисления.Выше были рассмотрены способы поддержания электрической прочности и химических показателей эксплуатационных масел в пределах установленных норм путем периодической очистки и сушки. Чтобы снизить эксплуатационные расходы по уходу за маслом, целесообразно защитить масло, за-

Рис. 7.32. Передвижной адсорбер 'для регенерации масла:

/ — корпус адсорбера; 2 — вход масла; 3 — перфорированное дно с сеткой; 4 — зернистый адсорбент; 5 — фильтрующее устройство; 6 — выход масла; 7 — кран для выпуска воздуха; « — цапфы для поворота корпуса

литое в оборудование и хранящееся в резерве, от увлажнения и накопления в нем продуктов окисления. Для предохранения масла от влаги и загрязнений воздуха применяются воздухоосушительные фильтры, устройство и установка которых на трансформаторе -показана на рис. 7.34.

В нижней части фильтра помещен масляный затвор 5, работающий по принципу двух сообщающихся сосудов. Он очищает проходящий через него воздух от механических примесей. В верхней части фильтр снабжен патроном с голубым индикаторным силикагелем. Действие фильтра состоит

в следующем. С понижением температуры трансформатора объем масла в нем уменьшается. При этом порция атмосферного воздуха засасывается в трансформатор через масляный затвор. Проходя через слой силикагеля, атмосферный воздух осушается и попадает в расширитель трансформатора. При нагревании трансформатора, когда масло начинает оказывать давление на воздушную подушку, процесс проходит в обратном порядке. Об увлажнении силикагеля свидетельствует изменение цвета индикаторного силикагеля из голубого в розовый.

Одним из способов защиты масла в силовых трансформаторах от окисления является применение термосифонных фильтров, которые представляют собой металлические цилиндры, заполненные адсорбентом, непрерывно поглощающими продукты окисления масла. Термосифоны присоединяют к трансформаторам так же, как радиаторы охлаждения. У трансформаторов с охлаждением ДЦ и Ц их крепят


у выносных охладителей. Масло в термосифоне перемещается сверху вниз. В качестве адсорбента применяется сили-кагель марки КСК или активная окись алюминия с зернами 2,7—7 мм. Расчетная емкость термосифона составляет 2 % объема масла в баке, расширителе и охладителях трансформатора. Подключение термосифона производят к трансформаторам со свежим маслом — это дает наилучшие

Рис. 7.33. Схема установки для регенерации масла в трансформаторе, находящемся в работе:

1 — трансформатор; 2 — подогреватель; 3 — адсорбер; 4 — фильтр-пресс


результаты. Адсорбент заменяют, когда кислотное число масла станет равным 0,1—0,15 мг КОН/г.

Лучшим способом защиты масла в трансформаторах от окисления является устранение прямого контакта масла с атмосферным воздухом и влагой, что может быть достигнуто герметизацией трансформаторов и заменой воздуха над поверхностью масла инертным газом, например азотом. Две принципиальные схемы конструктивного выполнения азотной защиты приведены на рис. 7.35. При схеме на рис. 7,35, а объем азотной подушки выбирается равным примерно 15 % объема залитого масла.

Для обеспечения выхлопа газа из бака при повреждении внутри трансформатора все герметизированные трансформаторы снабжаются механическими реле давления, срабатывающими при повышении давления в баке до 75 кПа.

В схеме, представленной на рис. 7.35, б, пространство над маслом в расширителе соединено трубкой с эластичным резервуаром из химически стойкого и газонепроницаемого материала. Система заполнена постоянным количеством азота, давление которого сохраняется равным атмосферному давлению при любом режиме работы транс-



Рис. 7.35. Схемы конструктивного выполнения азотной защиты масла в трансформаторах:

а — система с переменный давлением азота над поверхностью масла; б — система с нормальным атмосферным давлением азота'с применением эластичного резервуара! / — бак трансформатора; 2 — эластичный резервуар; 3 — козлы для подвешивания резервуара

Рис. 7.34. Воздухоосушитель:

/ — труба для присоединения воздухоосу-шителя; 2 — стенка бака; 3 — соединительная гайка; 4 — смотровое окно патрона с индикаторным сшшкагелем; 5 — масляный затвор; 6 — указатель уровня масла в затворе

форматора. При нагреве трансформатора уровень масла в расширителе поднимается и азот, заполняющий его, переходит в эластичный резервуар, объем которого увеличивается. При охлаждении трансформатора уровень масла в нем понижается, азот выходит из эластичного резервуара и занимает пространство в расширителе, освободившееся при сжатии масла. При этом стенки эластичного резервуара опадают.

На яодстандаях с двумя и более трансформаторами применяются схемы групповой азотной защиты с подпиткой их от одного эластичного резервуара.

При монтаже азотной защиты на трансформаторе производится тщательное уплотнение отдельных его узлов и соединений в пространстве над маслом. Герметичность соединений проверяется опрессовкой системы азотом при давлении 50 кПа. Масло в трансформаторе дегазируется (удаляется кислород) и азотируется (насыщается азотом). Дегазация производится распылением масла под вакуумом

Рис. 7.36. Головка

/ — масло во вводе; 2 — трубка маслянного затвора; 3 — масло в затворе; 4 — поддон; 5 — трубка воздухоосушите-ля; 6 — масляный затвор воздухоосушителя; 7 — стеклянная трубка; 8 — зерна силикагеля; 9 — сетка


или путем замещения кислорода азотом при помощи продувок.

Эксплуатация силовых трансформаторов с азотной защитой мало чем отличается от эксплуатации обычных трансформаторов. По внешнему состоянию эластичного резервуара ведется контроль за состоянием газоплотности системы. Два раза в год из эластичных резервуаров отбираются пробы газа на содержание кислорода. Подпитку азотом производят по мере его расхода (утечки). Доливка масла в трансформатор производится через нижний кран с помощью специального приспособления, исключающего по« падание воздуха в трансформатор,

В настоящее время устройствами азотной защиты масла оборудуются и маслонаполненные вводы, особенно на напряжении 330 и 500 кВ.

Пленочная защита.Она основана на герметизации масла подвижной эластичной пленкой, помещаемой в расширитель трансформатора и изолирующей масло в расширителе от прямого контакта с атмосферным воздухом. При температурных колебаниях объема масла в трансформаторе эластичная пленка всегда остается прижатой к поверхности масла в расширителе, поднимаясь при увеличении объема масла и опускаясь при его уменьшении.

Антиокислительные присадки.Свежее, нормально очищенное масло содержит смолы, являющиеся естественными антиокислителями; масло, регенерированное адсорбентами, утрачивает их. В эксплуатации повышение стабильности регенерированных масел достигается совместным применением термосифонных фильтров и специальных антиокислительных присадок.

В Советском Союзе в качестве антиокислителей широко используются ионол, амидопирин и другие вещества. Ионол, будучи введенным в масло в количестве, равном 0,2 % массы масла, эффективно задерживает окисление. Вместе с тем он не извлекается из масла адсорбентами. Ионол практически полностью предотвращает образование осадка в хорошо очищенных маслах. Амидопирин подобно ионолу задерживает образование кислот и осадка увеличивает срок службы примерно в 2—3 раза. Однако при введении в масло амидопирина термосифонные фильтры загружают только окисью алюминия, так как силикагель обладает способностью адсорбировать амидопирин.

Защита масла во вводах.Для защиты от увлажнения масла во вводах применяются масляные затворы. Конструктивно их выполняют в виде цилиндра, разделенного на две части цилиндрической перегородкой, имеющей снизу отверстия для перетока масла из одной части в другую. Маслом заполняют менее половины цилиндра. Оно не имеет прямого контакта с маслом во вводе. Сверху воздушное пространство одной части затвора сообщается с воздушной подушкой врасширителе ввода, другой части — с атмосферой. Все температурные колебания объема масла и давления во вводе компенсируются изменением уровней запирающей жидкости в цилиндре затвора. Масляные затворы не устраняют, а лишь ограничивают влагообмен между маслом затвора, воздухом расширителя и маслом ввода. Более эф-

фективной мерой предохранения масла является оснащение вводов с масляными затворами еще и воздухоосушителями. На рис. 7.36 показана головка маслонаполненного ввода с масляным затвором и воздухоосушителем. Средством, исключающим контакт масла с атмосферным воздухом и тем самым длительно обеспечивающим сохранение им высоких электроизоляционных свойств, является полная герметизация вводов (см. § 7.1).

Вопросы для повторения

1. Какие функции выполняет магнитопровод трансформатора?

2. Для чего и как заземляют магнитопровод трансформатора?

3. Какие требования предъявляют к обмоткам трансформаторов?

4. В какой последовательности вводится в работу оборудование масловодяного охлаждения?

5. В чем состоит обслуживание систем охлаждения масляных трансформаторов?

6. Чем отличается устройство РПН с реактором от РПН с резисторами?

7. В чем заключается обслуживание устройств ПБВ и РПН?

8. Возможно ли включение в работу трансформаторов с охлаждением ДП и Ц в зимнее время при температуре наружного воздуха ниже — 25 °С?

9. Допускается ли перегрузка трансформаторов и автотрансформаторов?

10. В каких пределах допускается превышение напряжения на обмотках трансформаторов?

11. На что обращается внимание при осмотре трансформаторов?

12. Как проверить группу соединения обмоток трансформатора?

13. Какими методами выполняется фазировка трансформаторов?

14. Как осуществляется защита от перенапряжения разземленных нейтралей трансформаторов?

15. Каким показателям качества должно удовлетворять эксплуатационное трансформаторное масло?

16. Какими свойствами обладают цеолит и силикагель?

17. Назовите способы защиты трансформаторных масел от окисления и увлажнения

Читайте также: