ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО

МАСЛА

3.1. Характеристики и показатели трансформаторного

масла

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. На трансформаторных 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.

Трансформаторное масло подразделяется:

на свежее сырое (без присадок или стабилизированное присадкой) в том виде, в каком оно поставляется заводом:

регенерированное;

чистое сухое (свежее сырое или регенерированное масло либо смесь этих масел после подсушки);

эксплуатационное (показатели которого соответствуют нормам на масло, находящегося в эксплуатации с момента ввода в эксплуатацию до момента слива на регенерацию);

отработавшее (у которого после некоторого периода эксплуатации показатели не соответствуют нормам на эксплуатационное масло).

Основные физико-химические и диэлектрические свойства трансформаторных масел следующие.

Электрическая прочность является одной из основных характеристик масла, которая определяется по пробивному напряжению. Для свежего масла пробивное напряжение должно быть не менее 30 кВ. Снижение пробивного напряжения свидетельствует, как правило, о загрязнении масла водой, воздухом, волокнами и другими примесями.

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg 8) характеризует свойства трансформаторного масла как диэлектрика. Диэлектрические потери характеризуют его качество и степень очистки свежего масла, а в процессе эксплуатации — степень его загрязнения и старения. Ухудшение диэлектрических свойств (увеличение tg8) приводит к снижению изоляционных характеристик трансформатора в целом.

Цвет масла у большинства масел светло-желтый. Темный цвет свежего масла характеризует отклонения в технологии его изготовления на заводе. Цвет масла используется для ориентировочной оценки его качества как в отечественной, так и в зарубежной практике.

Механические примеси — нерастворенные вещества, содержащиеся в масле в виде осадка или в взвешенном состоянии. Это — волокна, пыль, продукты растворения в масле компонентов, применяемых в конструкции трансформатора (лаков, красок и т.п.). Другие примеси появляются в масле после внутренних повреждений трансформатора (электрической дуги, мест перегревов) в виде обуглившихся частиц. По мере старения в масле накапливается шлам, который, осаждаясь на изоляции, ухудшает ее диэлектрические свойства.

Влагосодержание как показатель состояния масла тщательно контролируется в эксплуатации. Ухудшение этого показателя свидетельствует о потере герметичности трансформатора или о его работе в недопустимом нагрузочном режиме (интенсивном старении изоляции под воздействием значительных температур).

Температура вспышки масла характеризует степень его испаряемости. В эксплуатации она постепенно увеличивается за счет улетучивания легких фракций. Температура вспышки для обычных трансформаторных товарных масел колеблется в пределах 130... 150°С, а для арктического масла от 90 до 115 "С и зависит от упругости их насыщенных паров. В отношении пожарной безопасности большую роль играет температура самовоспламенения — это температура, при которой масло при наличии воздуха над поверхностью загорается самопроизвольно без поднесения пламени, температура самовоспламенения трансформаторных масел составляет 350...400"С.

Кислотное число масла — это количество едкого кали (КОН), выраженного в миллиграммах, необходимое для нейтрализации свободных кислот в 1 г масла. Этот показатель характеризует степень старения масла, о чем свидетельствует появление в нем кислотных соединений. Кислотное число не должно превышать 0,25 мг КОН на 1 г масла.

Водорастворимые кислоты и щелочи, содержащиеся в масле, свидетельствуют о его низком качестве. Они могут образовываться в процессе изготовления масла при нарушении технологии производства, а также в процессе эксплуатации в результате его окисления. Эти кислоты вызывают коррозию металла и ускоряют старение изоляции.

Стабильность проверяется в эксплуатации при получении партий свежего масла путем проведения его искусственного старения (окисления) в специальных аппаратах. Стабильность масла характеризует его долголетие, т. е. срок службы, и определяется двумя показателями — процентным содержанием осадка и кислотным числом.

Температура застывания проверяется для трансформаторных масел, работающих в северных районах. Это наибольшая температура, при которой масло застывает настолько, что при наклоне пробирки под углом 45° его уровень в течение 1 мин остается неизменным. Недопустимое повышение вязкости масла из-за снижения температуры окружающего воздуха может стать причиной повреждения подвижных элементов конструкции трансформатора (маслонасосов, РПН), а также ухудшает теплообмен, что приводит к перегреву и старению изоляции (особенно витков) токоведущих частей трансформатора.

Газосодержание масла в герметичных трансформаторах должно соответствовать нормам. Измерение суммарного газосодержания производится с помощью хроматографа. Косвенно по этому показателю определяется герметичность трансформатора. Повышение содержания газа (в том числе воздуха) в масле приводит к ухудшению его свойств: возрастанию интенсивности окисления масла кислородом воздуха и, кроме того, некоторому снижению электрической прочности изоляции активной части трансформатора.

Плотность определяется для расчета массы поступившего на предприятие масла. Она характеризует содержание ароматических углеводородов, т.е. восприимчивость масел к присадкам, их гигроскопичность, сопротивляемость воздействию электрического поля и др.

Вязкость характеризует подвижность масла при температурных колебаниях в трансформаторе. Из-за ухудшения вязкости нарушается теплообмен в трансформаторе, ускоряется старение изоляции, возрастает сопротивление подвижным элементам конструкции трансформатора (например, устройств РПН).

Показатель преломления контроля содержания в масле нафтеноароматических углеводородов.

Основные показатели качества трансформаторного масла представлены в табл. 3.1.

Отечественные масла марок Т-750, Т-1500 и ГК по качеству являются конкурентами зарубежным маслам.

Смешение трансформаторных масел. Специальные исследования, проведенные отечественными научными организациями, показали, что при смешении масел различных марок в любых отношениях они не образуют смесей с отрицательными свойствами, т. е. между их компонентами не происходит образования новых химических и межмолекулярных связей. На практике перед смешением различных масел необходимо проверять tg∂ их пробной смеси, чтобы убедиться, что этот показатель не превосходит нормируемых значений.

Не допускается смешение свежих и эксплуатационных масел в силовых трансформаторах на напряжение 110 кВ и выше, если tg∂ их пробной смеси превышает tg∂ одного из компонентов

 

Таблица 3.1

       Предельно допустимые значения показателей качества трансформаторного масла   

 

	Значения показателей качества масла различных марок
Показатель качества трансформаторного масла	свежего сухого перед заливкой в оборудование						после заливки в оборудование и перед вводом в эксплуатацию						эксплуата- ционного
	ТСп	ТКп	ТАп	Т-750	Т- 1500	ГК	ТСп	ТКп	ТАп	Т-750	Т- 1500	ГК	(всех марок)
Пробивное напряжение, кВ, не менее, для транс-
форматоров, аппаратов,
и вводов на напряжение:
до 15 кВ	30	30	30	—	—	—	25	25	25	—	—	—	20
свыше 15 до 35 кВ	35	35	35	—	—	—	30	30	30	—	—	—	25
отбО до 150 кВ	65	65	65	65	65	65	60	60	60	60	60	60	35
от 220 до 500 кВ	65	65	65	65	65	65	60	60	60	60	60	60	45
Содержание механиче-	Отсутствие						Отсутствие						Отсут-
ских примесей для													ствие
трансформаторов,
аппаратов и вводов на
напряжение
до 500 кВ, % массы
Кислотное число, мг,	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02	0,25
КОН на 1 г масла, не
более

 

Значения показателей качества масла различных марок

Показатель качества

свежего сухого перед заливкой

после заливки в оборудование и перед вводом

эксплуата-

трансформаторного масла

в оборудование

в эксплуатацию

ционного

ТСп

ТКп

ТАп

Т-750

Т- 1500

гк

ТСп

ТКп

ТАп

Т-750

Т-1500

(всех марок)

Содержание водораство-

римых кислот и щелочей,

мг КОН на 1 г масла:

для трансформаторов

Отсутствие

Отсутствие

0,014

мощностью более

630 кВ-А, измеритель-

ных трансформаторов

тока и маслонаполнен-

ных герметичных вво-

дов

для негерметичных

»

»

0,03

вводов

Температура вспышки,

150

135

135

135

135

135

135

135

135

135

135

135

Сниже-

"С, не ниже

ние не

более

чем на

6°Спо

сравне-

нию с

предыду-

щим

анализом

Продолжение табл. 3.

 

Тангенс угла диэлектри-
ческих потерь (tg5), %,
не более*:
при 20 °С	0,2	0,2	0,05	0,05	0,05	0,05	0,02	0,02	0,02	0,05	0,05	0,05	—
при 70 °С	1,5	2,0	0,7	0,7	0,7	0,7	0,2	0,25	1,0	0,7	0,7	—	10
при 90 "С			1,5	0,5	0,5	0,5	2,0	2,6	0,7	0,7	0,7	0,7	15
Стабильность против
окисления**:
масса осадков после	Отсут-	0,01	0,008	0,01	0,01	0,01	0,01	—	—	—	—	—	—
окисления, %, не более	ствие
кислотное число окис-	0,1	од	0,05	0,15	0,2	0,1	—	—	—	—	—	—	—
ленного масла, мг
КОН на 1 г масла, не
более
Вязкость
кинематическая, 1х10~6
см2/с, не более:	—	—	—	28	—	30	—	—	—	—	—	—	—
при 20 °С	—	9,0	—	9,0	—	9,0	—	—	—	—	—	—	—
при 50 °С
Влагосодержание,
массы, не более:
для трансформаторов	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001
с азотной или пленоч-
ной защитой масла
для трансформаторов	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002	0,0025	0,0025	0,0025	0,0025	0,0025	0,0025	0,0025
без специальной
защиты масла

Окончание табл. 3.1

 

 

 

Показатель качества трансформаторного масла	Значения показателей качества масла различных марок
	свежего сухого перед заливкой в оборудование						после заливки в оборудование и перед вводом в эксплуатацию						эксплуатационного (всех марок)
	ТСп	ТКп	ТАп	Т-750	Т- 1500	ГК	ТСп	ТКп	ТАп	Т-750	Т- 1500	ГК
Газосодержание, % объема, не более***	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	2,0
Температура застывания, °С, не выше	-45	-45	-45	-45	-45	-45	-45	-45	-45	-45	-45	-45	—

 

*Проба трансформаторного масла, предназначенная для определения tgd, дополнительной обработке не подвергается.

 ** Условия определения стабильности масла против окисления следующие: для марок Т-750 и Т-1500 — длительность 30 ч, температура окисления 130 °С, расход кислорода 50 см³/мин; для марок ТСп, ТКп, ТАп — соответственно 14 ч, 120° и 200 см³/мин; для марки ГК — соответственно 14 ч, 155 °С и 50 см³/мин,

*** Для трансформаторов с азотной защитой допускается после заливки не производить проверку газосодержания масла. В процессе эксплуатации проверку газосодержания допускается производить приборами, имеющимися на установке по дегазации масла, или хроматографическим методом.

3.2. Очистка и сушка трансформаторного масла

Как правило, в новые или прошедшие капитальный ремонт трансформаторы заливается свежее или восстановленное (отвечающее всем требованиям) трансформаторное масло. Масло, прибывшее вместе с трансформатором, проверяется по первым шести показателям, приведенным в табл. 3.1. Масло, прибывшее с нефтеперегонного завода или базы централизованного хранения нефтепродуктов, проверяется по всем показателям табл. 3.1.

Масло, предназначенное к заливке в трансформаторы, при необходимости дополнительно очищается, обезвоживается и дегазируется.

Очистка от примесей, находящихся в нерастворенном состоянии (воды, шлама, угля, волокна и т.п.) может осуществляться путем отстоя масла, центрифугирования, фильтрования и сушки. Для очистки масла от эмульгированной воды используются маслоочистительные установки серий ПСМ и СМ (табл. 3.2).

Очистка заключается в основном в удалении из масла механических примесей и шлама, при этом из него удаляется и определенное количество влаги. Очистка масла производится в два этапа. На первом этапе из масла удаляются взвешенные частицы, обнаруживаемые визуально. Для этой цели используется установка ПСМ-1-3000 или ее новая модификация ПСМ-2-4. Эти установки работают на принципе центрифугирования и называются центрифугами или сепараторами. На втором этапе масло проходит более глубокую очистку с применением фильтр-пресса, где оно очищается фильтрованием. В современных маслоочистительных установках фильтр-пресс (табл. 3.3) является составной частью, последовательно соединенной с центрифугой.

В последнее время для очистки масла от механических примесей используют фильтры герметичной конструкции типа ФГН-30, ФГН-60 и ФГН-120 (табл. 3.4).

Очищенное масло проверяют по методике, сущность которой заключается в определении массы механических примесей, задержанных мембранными лавсановыми фильтрами при фильтрации.

Передвижными установками для очистки масла от механических примесей являются рамные фильтрпрессы ФП-2-3000, ФП-4-4 и ФПР-2,2-315/169 (табл. 3.5). Очевидно, что качество очистки масла от механических примесей во многом определяется видом фильтрационного материала (табл. 3.6).

 

Таблица 3.2

Характеристики некоторых маслоочистительных установок

 

 

Характеристика	Вакуумные		Открытого исполненния
	ПСШ-3000	ПСМ-2-4	СМ-3000	СМ-2-4
Производительность,	3	4	3	4
М3/Ч
Максимальное содер-	0,005	0,005	0,005	0,005
жание механических
примесей в масле
после одного цикла
очистки (при исход-
ном содержании
механических при-
месей до 0,08%), %,
не более
Максимальное содер-	0,08	0,05	0,08	0,05
жание влаги в масле
после одного цикла
очистки (при исход-
ном содержании воды
до 1% массы), %
массы, не более
Содержание масла	1	1	1	1
в отходах воды, %,
не более
Температура нагрева	25	35	25	30
масла в электро-
нагревателе, °С
Минимальное коли-	0,22	0,3	0,22	0,3
чество очищаемого
масла в час, м3
Число разделитель-	56	88	56	88
ных тарелок, шт.
Потребляемая
мощность, кВт:
сепаратора
электроподогрева-		5Д		5,1
теля	36,0	57,6	36,0	57,6
вакуум-насоса	0,5		—	—
общая	41,6	63,6	41,1	63,1
Габаритные	1800х200х	1830х1300х	1200х1225х	1500x1 14бх
размеры, мм	х!780	х!780	х!780	х!225
Масса, кг	1100	1100	710	672

Таблица 3.3

Характеристики фильтр-прессов разной производительности негерметичной конструкции для очистки масла от механических примесей

 

 

Характеристика	Производительность, м3/ч
	1,5	3,0	3 (ПР-2, 2-315/18)
Фильтрующая поверхность, м2	0,9	1,89	2,2
Максимально допустимое давление, кПа	600	600	600
Число рам, шт.	14	14	11
Число плиток, шт.	13	13	10
Мощность электродвигателя для насоса, кВт	0,8	2,8	Л 0 /!,й
Производительность и тип насоса, м3/ч	1,5 (ротационный)	3,0 (ротационный)	3...6 (вихревой)
Частота вращения, об/мин	960	1440	1420
Размеры рам и плиток, мм	180x180	300x300	—
Габаритные размеры, мм	925x525 х х1050	1150х520х х!300	—
Масса, кг	260	450	600

 

Таблица 3.4

Характеристики некоторых фильтров герметичной конструкции для очистки масла от механических примесей

 

Характеристика	ФГН-30	ФГН-60	ФГН-120
Пропускная способность, м3/ч	10	20	60
Фильтрационный материал	Нетканый
Число слоев фильтрационного материала	2	2	2
Фильтрационная поверхность, м2	1,7	2,4	4
Тонкость фильтрации, мкм	5. ..15	5. ..15	5. ..15
Рабочее давление максимальное, кПа	800	800	800
Перепад давления, кПа: в начале работы _ максимально допустимый	0,5 1,5	0,5 1,5	0,5 1,5
Габаритныеразмеры,мм: высота диаметр корпуса	680 346	765 400	1000 400
Мacca, кг	40	64	81

 

Таблица 3.5

 Характеристики фильтр-прессов передвижных установок

 

Данные установки	ФП-2-3000	ФП-4-4	ФПР-2,2- 315/169
Производительность, м3/ч	3	4	3
Поверхность фильтрации, м2	1,8	2	2,2
Максимальное рабочее давление фильтрации, МПа (кгс/см2)	0,4 (4)	0,5(5)	0,45(4,5)
Объем рамного пространства, м3	0,017	0,02	0,014
Число рам, шт.	16	19	11
Содержание механических примесей в масле после трех циклов его обработки (при исходном содержании от 0,01 до 0,03% массы), % массы, не более	0,005	0,0004
Вид фильтрационного материала	Картон	ДРКБ	Картон
Потребляемая мощность, кВт	1,3	2,0	4,0
Габаритные размеры, мм	1000х572х х982	1480х605х х840	1700x760x х!20
Масса, кг	215	270	530

 

Таблица 3.6

 Характеристики основных фильтрационных материалов

Характеристика	Технический картон	Бумага ДРКБ	Материал МФ-16
Основа	Целлюлоза	Вискозно-штапельное волокно
Относительное сопротивление продавливанию, кг/см2, не менее	1,14	2,5
Толщина, мм	0,6. ..1,0	0,6	1,2
Тонкость фильтрации (при одном слое), мкм	20. ..25	4. ..12	5. ..10
Время фильтрования, с, не более	—	5	5
Капиллярная впитываемость в среднем по двум направлениям, мм, не менее	51

 

 

Окончание табл.6

 

Характеристика	Технический картон	Бумага ДРКБ	Материал МФ-16
Ширина листа, мм	—	550±5	830±5
Плотность, г/см3	—	0,25	—
Масса 1 м2, г	275	240	250

При фильтровании через фильтр-прессы трансформаторное масло под давлением 0,4...0,6 МПа продавливается насосом через пористую среду (бумагу, картон) с большим количеством капилляров, задерживающих в себе частички воды и примесей размером более 10... 15 мкм.

Помимо механических примесей, необходимо удалить из масла влагу. Для этого применяют сушку распылением в вакууме (рис. 3.1). 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.

Предохранение масла от увлажнения в процессе эксплуатации трансформатора осуществляется с помощью воздухоосушительных фильтров, конструкция которых может быть четырех модификаций: с массой силикагеля 1, 2, 3 и 5 кг. В резервуары с маслом вместимостью до 60 м³ устанавливают по одному фильтру с массой силикагеля 5 кг, а в резервуары вместимостью более 60 м³ — по два фильтра с массой силикагеля по 5 кг.

 Рис. 3.1. Схема вакуумной (холодной) сушки трансформаторного масла: 1 — маслоуказательное стекло; 2 — бак сырого грязного масла; 3 — масляные насосы (Р_ы = 2...3 кг/см²); 4 — подогреватель масла (Г_м = 50...60 °С); 5— центрифуга и фильтр-пресс; 6 — вакуумный бак чистого масла; 7 — маслоуказательное стекло; 8 — распылитель масла (форсунка); 9 — вакуумметр; 10 — вакуумный насос (.Р_вак = 5... 15 мм рт. ст.)

 

Таблица 3.7

Характеристики силикагеля технического (ГОСТ 3956—76)

 

 

 

 

Характеристика	Гранулированный мелкопористый			Гранулированный крупнопористый				Кусковой мелкопористый
	КСМГ		шсмк	кскг	шскг	МСКГ	АСКГ	ксмк	ШСМК	МСМК	АСМК
	высшего сорта	первого сорта
Внешний вид	Стекловидные прозрачные или стекловидные матовые зерна овальной или сферической формы			Стекловидные прозрачные или стекловидные матовые зерна овальной сферической или неправильной формы (цвет — от бесцветного до темного с черными включениями)				Стекловидные прозрачные или матовые зерна неправильной формы
Номинальный размер зерен, мм	2,8. ..7	2,8... 7	1...3.6	2,8... 7	1...3.6	0,25... 2	0,2. ..0,5	2,8... 7	1,5. ..3,6	0.25...2	0.2...0.5
Количество зерен, размер которых меньше нижнего предела, %, не более	5	5	5	5	5	3,5	3,5	5	5	3	3
Количество зерен, размер которых больше верхнего предела, %, не более	1	1	1	1	1	3	2	3	3	3	3
Механическая прочность зерен, %, не менее	98	94	85	80	80	Не нормируется		92	80	Не нормируется

 

Насыпная плотность,	780	720	720	400...	400...	400...	400...	670	670	670	670
г/дм3, не менее				...500	...500	...500	...500
Влагоемкость, %, менее,
при относительной
влажности воздуха, %:
20	9,5	9	9	Не нормируется				10	10	9,5	9,5
40	17	16	16	Не нормируется				20	20	20	12
60	27	27	23	Не нормируется				29	29	29	28
100	Не нормируется			70	70	70	70	Не нормируется
Потери при высушива-	8	10	10	5	5	5	5	10	10	10	10
нии, %, не более

Примечания: 1. Мелкопористый силикагель может поставляться с показателем потерь при высушивании не более 2%.

Первая буква в обозначении марки силикагеля означает: К — крупный, Ш — шихта, М — мелкий, А — активированный.

Для контроля относительной влажности среды применяется силикагель-индикатор (ГОСТ 8984—75): цвет зерен от синего до
светло-голубого; размер зерен 1... 3,5 мм; количество зерен размером 1... 3,5 мм не менее 95 %; влагоемкость при 20 "С и относительной влажности 20% - 8... 13 мг/см³, 35% - 13...20 мг/см³ и 50% - 20...28 мг/см³.

Наряду с отечественными марками силикагеля в термосифонных и адсорбционных фильтрах трансформаторов может при
меняться гранулированный силикагель марки TC-TROCKEN-PERLENTR производства ФРГ, имеющий насыпную плотность440 г/дм³, механическую прочность 98,4% и влагоемкость при относительной влажности 100% не менее 81,2%.

 

Таблица 3.8

 Емкость термосифонных фильтров для регенерации масла

 

Емкость фильтра по силика-гелю, кг	Расчетное количество масла, кг	Двухобмоточные трехфазные трансформаторы				Трехобмоточные трансформаторы на ПО кВ
		на 35 кВ		на 110 кВ
		с ^НОМ) кВ-А	Масса масла, кг	с- '-'номз кВ-А	Масса масла, кг	с *^НОМ' кВ-А	Масса масла, кг
10	1000	320	970	—	—	—	—
25	2500	1000	2170	—	—	—	—
50	5000	3200	4970	—	—	—	—
75	7500	5600	6200	—	—	—	—
75	7500	7500	6600	—	—	—	—
75	7500	10000	6300	—	—	—	—
75	7500	15000	7400	—	—	—	—
100	10000	20000	8300	—	—	—	—
125	12500	31500	12400	—	—	—	—
125	12500	—	—	5600	13000	—	—
150	15000	40500	14500	7500	15700	—	—
150	15000			10000	15200	—	—
175	17500	_		15000	16000	5600	17300
175	17500			20000	17800	7500	18700
200	20000			31500	21 500	10000	19800
200	20000			40500	25800	15000	20700
2x150	30000			60000	30600	20000	22500
2x150	30000			70000	32700	31500	29500
2x200	40000			—	—	40500	35700
2x200	40000	—	—	—	—	60000	39 100

 

В качестве сорбента в фильтрах применяют мелкопористый силикагель (табл. 3.7). Силикагель марок КСКГ и ШСКГ имеет меньшую влагоемкость по сравнению с силикагелем марки КСМК.

При выборе массы осушающего реагента и фильтра необходимо учитывать объем масла в резервуаре или трансформаторе, влажность окружающего воздуха, вид токовой нагрузки (переменная или постоянная), а также в определенной мере размер зерен силикагеля, поскольку их диаметр колеблется в пределах 2,8...7 мм

В эксплуатации воздухоосушительные фильтры выбирают исходя из расчета 0,5... 1 кг силикагеля на 1000 кг масла, залитого к защищаемое оборудование (трансформатор).

В соответствии с ГОСТ 11677—85 масляные трансформаторы мощностью 1000 кВ • А и более также должны быть снабжены термосифонными фильтрами для регенерации масла (табл. 3.8).

3.3. Метод глубокой сушки трансформаторного масла

В последнее время для глубокой сушки масла широко применяется адсорбционный метод, основанный на применении в качестве сорбентов различных цеолитов как природного происхождения (называемых клиноптилолитами), так и искусственных, подучаемых промышленно. Цеолиты являются водными алюмосиликатами кальция или натрия, содержащими огромное количество _Пор с размером молекул, поэтому при низкой концентрации влаги и повышенной температуре они имеют в несколько раз большую влагоемкость (18...25 %), чем другие сорбенты (силикагель, активированный оксид алюминия и др.).

Сушка трансформаторного масла наиболее эффективно производится с применением цеолита марки NaA, размер пор которого не превышает 4 А (4х 10"⁸ см). Следующим по размеру пор после цеолита марки NaA является цеолит марки СаА. Реже используются цеолиты марок NaX и СаХ, с размером пор около 8...9 А, так как наряду с водой и другими низкомолекулярными соединениями они поглощают из масла ионол, что нежелательно.

Устройство цеолитовой установки показано на рис. 3.2. Основной частью этой установки является батарея параллельно соединенных адсорберов (цилиндров), в которых находится цеолит. На входе адсорберов устанавливаются фильтр, маслонасос и масло-подогреватель, а на выходе — еще один фильтр. При пропускании сырого масла через слой высушенного цеолита молекулы воды поглощаются его порами и удерживаются в нем. На практике цеолитовая установка имеет производительность по маслу от 1600 до 2500 л/ч, состоит из четырех адсорберов, загруженных 50 кг цеолита. Перед использованием цеолиты просушиваются при температуре 400...450 °С. При этой же температуре цеолиты просушиваются после их отработки и насыщения влагой. При просушке-

 

 

Рис. 3.2. Схема цеолитовой установки для сушки масла:

маслонасос; 2 — подогреватель масла; 3 — фильтры механической очистки; 4 — цеолитовый фильтр-адсорбер; 5 — манометр; 6 — расходомер

Таблица 3.9

 Характеристики природных и синтетических цеолитов (сорбентов)

 

 

 

Характеристика	Природные цеолиты				Синтетические цеолиты
	ПЦЖ	ПЦГ-1	ПЦГ-2	ПЦЗ	NaA	СаА	NaX	СаХ
Внешний вид	Зерна неправильной формы					Гранулы
Насыпная плотность, г/см3	1,2	1,2	1,2	1,2	0,62	0,65	0,65	0,6
Номинальный размер фракции, мм	0,67... ...2,5	2,5... ...5	5... ...10	10... ...15	4,5±0,5; 3,6±0,4; 2,0±0,2
Содержание целевой фракции, %, не менее	85	85	85	85	94	94	94	95
Влагоемкость, мг/см3, не менее	60	60	50	—	90...	77...	95...	90...
					...120	...95	...105	...100
Потери при высушивании, %, не более	15	15	15	15	5	5	5	5

Таблица 3.10

Характеристики установок для очистки, сушки и регенерации масла на цеолитах

 

 

 

 

Установка	Производительность, М3/Ч	Мощность, кВт			Габаритные размеры, мм			Масса, кг
		полная	электродвигателя	электроподогревателя	l	b	H
НО-71	1,6/2,5*	50	2x2,8	45	5800	2375	3220	1585
БЦ-72-1100	1,1	27	2,8	24	1710	1370	1910	840
УРТМ-200	0,2/0,7**	42	2x2,8	36	2200	1800	1700	1800

* До косой черты указана производительность при пробивном напряжении масла ниже 20 кВ, после косой черты — при пробивном напряжении выше 20 кВ.

** До косой черты указана производительность при регенерации, после косой — при вакуумной сушке (сорбентом в этом случае является силикагель, количество которого в двух адсорберах не менее 100 кг).

цеолита сухой нагретый воздух подается в адсорберы в направлении сверху вниз. При таком направлении потока воздуха выгорания остатков масла не приводит к значительному перегреву ueoj лита, и его структура сохраняется, не разрушаясь. Перед сушкой отработанного цеолита стремятся максимально слить масло из адсорберов, продувая их в том же направлении холодным воздухом.

Сушка свежих цеолитов происходит в течение S...9 ч, а промас-денных — 10...12 ч.

Характеристики цеолитов представлены в табл. 3.9.

В табл. 3.10 представлены характеристики установок для очистки, сушки и регенерации трансформаторного масла на цеолитах.

Технические данные передвижной установки ТНВ-1 для восстановления цеолита следующие:

Температура продуваемого через адсорбер

воздуха, "С.............................................. 350...400

Количество продуваемого воздуха, м3/с 1,5

Количество адсорберов

с восстанавливаемым цеолитом, шт.... 1

Время разогрева массы цеолита нагретым

воздухом, ч............................................. 2,5...3

Цикл восстановления цеолита, ч......... 6...8

Мощность нагревателя, кВт................. 20

Полная мощность установки, кВт....... 23

Напряжение питающей сети, В............ 380

Размеры адсорберов, мм............. d = 750, H = 2350

Масса, кг................................................. 500

3.4. Заливка трансформаторов маслом

Масло, заливаемое или доливаемое в трансформатор, должно соответствовать нормам, приведенным в табл. 3.1.

Трансформаторы на напряжение до 35 кВ включительно заливают без вакуума при температуре масла не ниже 10 °С; при этом температура активной части трансформатора должна быть выше температуры масла.

Трансформаторы на напряжение до 110 кВ заливают без вакуума при температуре масла не ниже 10 °С. Перед заливкой или доливкой масла устанавливают расширитель, выхлопную трубу, газоотводный трубопровод и другие устройства, необходимые для этого. Расширитель укомплектовывают маслоуказателем и воздухоосушителем. Собирают схему заливки трансформатора и подсоединяют маслопровод к вентилю, расположенному в нижней части бака.

Для подачи масла рекомендуется использовать маслоочистительные установки. Маслопроводы должны быть предварительно очищены и промыты маслом. Включив в работу маслоочистительную установку (маслонасос), подают масло в трансформатор со скоростью не более 3 т/ч до достижения необходимого уровня его расширителе.

Требуемый уровень зависимости от температуры масла в трансaформаторе и устанавливается по имеющимся на указателе уровня Контрольным меткам. При заливке трансформаторов для временного хранения скорость подачи масла не ограничивается.

Таблица 3.11

Оборудование, рекомендованное для очистки масла от примесей, и температура подогрева его при очистке

Примеси	Оборудование	Температура, °С
Уголь	ФП	45. ..50
Растворимый шлам, выпадающий при понижении температуры	Ц-кл	30. ..35
Вода	Ц-кл или ФП	35. ..45
Уголь и нерастворимый шлам	Последовательно Ц-кл или ФП	50. ..45
Уголь и вода	Ц-кл или ФП	35. ..45
Вода и нерастворимый шлам	Ц-кл или последовательно Ц-кл или ФП	30...35
Уголь, вода и шлам	Ц-кл	30... 35

Примечания: 1. ФП — фильтр-пресс; Ц-кл — центрифуга с барабаном, собранным для кларификации.

2. При последовательном включении центрифуга и фильтр-пресса первой,
как правило, ставят центрифугу.

3. Температуру входящего масла при последовательном включении центрифуги и фильтр-пресса указывают для центрифуги.

4. Очистку масла, содержащего значительное количество воды, следует про
водить сначала методом пурификации, а затем — кларификации (или фильтр-
прессом).

Открыв воздухоспускные пробки на баке и составных частях трансформатора, выпускают воздух; повторно проверяют отсутствие воздуха через 12ч отстоя масла. Если после выпуска воздуха уровень масла в расширителе понизился ниже требуемого, масло доливают через предназначенный для этого патрубок, расположенный в верхней части бака, или через расширитель. После заливки и отстоя масла отбирают пробу для его анализа. Показатели залитого масла должны соответствовать требованиям табл. 3.1.

Очистка трансформаторного масла производится центрифугированием или фильтрацией при циркуляции его из одного бака в другой. Для удаления из масла механических примесей и незначительного количества влаги используют центрифугирование способом кларификации, а для удаления значительного количества влаги — центрифугирование способом пурификации. Фильтрацией очищается масло от механических примесей, продуктов разложения и небольшого количества влаги.

Оборудование, применяемые для очистки масла, и необходимые температуры подогрева его при очистке указаны в табл. 3.11.

Глава 4

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: