Эксплуатация трансформаторного масла

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 10Следующая ⇒

Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей осуществляется при помощи трансформаторов, мощность которых намного меньше мощности трансформаторов, используемых в промышленности. Основное внимание энергосистем сосредоточено на трансформаторах большей мощности. В трансформаторах мощностью до 63 кВ-А, напряжением до 10 кВ включительно пробы масла в условиях эксплуатации не отбирают и масло заменяют по результатам профилактических испытаний изоляции. Однако от состояния масла зависит срок службы трансформатора и надежность сельскохозяйственных потребителей. Поэтому эксплуатационному персоналу необходимо уделять больше внимания трансформаторному маслу.

На поступающее свежее трансформаторное масло необходим паспорт. Характеристики трансформаторного масла в значительной степени зависят от примесей. Так, содержание 0, 01... 3, 02% влаги в масле приводит к снижению пробивного напряжения в 4... 5 раз. Это объясняется тем, что полярная жидкость— вода, находясь в неполярной жидкости — масле, 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 приведет к увеличению числа параллельных цепей, что не влияет на пробивное напряжение. В неравномерных полях, в местах с повышенной напряженностью высокая концентрация влаги приводит к образованию крупных капель, оседающих на дне сосуда за пределами межэлектродного пространства. Поэтому влияние влажности менее заметно при пробое масла в неравномерном электрическом поле.

При эксплуатации трансформатора влага может поступать в масло из окружающей среды и образовываться в масле в результате происходящих в нем окислительных процессов. Отрицательно влияют на масло некоторые примеси. Парафин, растворяясь в масле, увеличивает его вязкость. Наличие парафина в масле выключателей недопустимо. Уголь безвреден для масла, но действует как стабилизирующий фактор для эмульсии воды и способствует увеличению ее количества.

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 происходит пробой масла. К перекрытиям и разрушениям приводят 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. Примеси из масла удаляют сушкой или очисткой, а химический состав восстанавливают регенерацией.

Сушка масла. В энергетических системах масло сушат двумя способами: просасыванием через него сухого азота или углекислого газа при комнатной температуре; над маслом создают вакуум 20...30 кПа; распылением масла при комнатной температуре и остаточном давлении 2, 5... 5, 5 кПа. Для ускорения сушки масло подогревают до 40... 50°С при остаточном давлении 8... 13 кПа.

В условиях небольших ремонтных предприятий масло сушат путем подогрева или отстоя его при температуре 25...35°С. 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.

Очистка масла. 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. При пониженной температуре высокая вязкость масла препятствует отделению воды и примесей, а при повышении температуры выше 70°С воду трудно отделить из-за начинающегося парообразования и повышенной растворимости воды в масле. Кроме того, при повышенной температуре происходит интенсивное старение масла.

Фильтрование — продавливание масла через пористую среду (картон, бумага, материя, слой отбеливающего материала или силикагеля) — осуществляют при помощи фильтров-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 фильтре-прессе листов мягкого и твердого картона позволяет получить хорошо очищенное масло.

Фильтровать масло желательно при температуре 40...50°С, 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 фильтра-пресса относят 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.

Центрифугу применяют для очистки масел, находящихся в баках работающих трансформаторов, но при строгом соблюдении техники безопасности. Использование, в фильтрах-прессах в качестве дополнительной фильтрующей среды силикагеля или отбеливающих глин заметно снижает кислотное число масла.

Регенерация масла. В результате эксплуатации масло окисляется (стареет), при этом изменяется его химический состав, образуются кислоты и смолы и одновременно разрушаются те естественные антиокислители, которые содержатся в свежем масле. Вследствие старения масла ускоряется разрушение изоляции трансформаторов. Особенно разрушается изоляция органического происхождения. Однако старение масла влияет на 3...5% основных углеводородов масла, остальная их часть остается неизменной и хорошего качества. Поэтому масло можно восстанавливать — регенерировать. Регенерация масла позволяет удалять из него продукты окисления. Периодичность регенерации должна составлять 5... 7 лет. Анализ показывает, что примерно у 30% вышедших из строя трансформаторов изоляция повреждена из-за быстрого старения масла.

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

Для продления срока службы масла и, следовательно, срока службы самого трансформатора 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.

Ряд французских фирм выпускают крупные трансформаторы с азотной защитой масла, у которых воздух 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 под крышкой, выпускает в атмосферу, а при охлаждении трансформатора герметизирует его.

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 и трансформатор при его работе.

2. Снижают температуру нагрева масла при эксплуатации. В соответствии с ПТЭ баки трансформаторов окрашивают в светлые тона, а также обеспечивают соответствующую вентиляцию.

3. В масло вводят специальные присадки — стабилизаторы или ингибиторы (ионол, амидопирин и др.), служащие антиокислителями масла и повышающие его стабильность. Присадки не только увеличивают начальный (индуктивный) период окисления масла, но и защищают масло от действия металлов.

4. Для непрерывной регенерации масла в трансформаторах мощностью 160 кВ-А и выше применяют термосифонные фильтры. 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. Сорбенты в термосифонных фильтрах трансформаторов мощностью до 630 кВ-А необходимо заменять при превышении кислотного числа масла 0, 1 мг КОН, а в фильтрах более мощных трансформаторов — притом же кислотном числе или при содержании водорастворимых кислот более 0, 014 мг КОН. Содержание влаги в сорбенте перед загрузкой в фильтры не должно быть более 0, 5%.

Небольшие по мощности трансформаторы сельских распределительных сетей не имеют термосифонных фильтров.

В условиях эксплуатации и ремонтах трансформаторов целесообразно на крышках баков устанавливать поглотительные патроны (рис. 8.3). Поглотительными патронами или термосифонными фильтрами различной конструкции можно обеспечивать при ремонтах все трансформаторы устаревших серий. При прокаливании крупных частиц отработанного абсорбента при температуре 600... 700 °С выгорают все органические вещества из пор и активная поверхность частиц восстанавливается.

Рис. 8.3. Устройство поглотительного патрона: 1 — корпус; 2 — абсорбент.

Заслуживает внимания опыт использования в термосифонных фильтрах добавки к силикагелю более активного влагопоглотителя — цеолита. Исследовали изменение электрической прочности масла двух трансформаторов, один из которых снабжен термосифонным фильтром, заполненным комбинированным абсорбентом 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.

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

Находящееся в эксплуатации изоляционное масло в соответствии с ПТЭ необходимо испытывать в следующие сроки: 1 раз в год для трансформаторов, работающих без термосифонных фильтров (сокращенный анализ); не реже 1 раза в три года для трансформаторов, работающих с термосифонными фильтрами (сокращенный анализ); после капитальных ремонтов трансформаторов и аппаратов.

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

Лекция 8

Эксплуатация электродвигателей и генераторов

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 10 Следующая ⇒