Заливка трансформаторної олії

0 Comments

Трансформаторні масла: характеристики, властивості, особливості застосування

Трансформаторні масла заливаються у вимірювальні та силові трансформатори, олійні вимикачі та реакторну апаратуру. У реакторному обладнанні вони служать середовищем для гасіння дуги.

Вимоги

Електроізоляційні якості, якими володіють трансформаторні масла, залежать від діелектричних втрат. Діелектричну міцність олій для трансформаторів здатні сильно зменшити вода і різноманітні волокна. Отже, цих речовин у його складі бути не повинно. Важливим параметром є температура застигання. Щоб зберегти рухливість на холоді, цей показник у робочої рідини повинен становити – 45 ° С і нижче. Щоб тепло відводилося з максимальною ефективністю, рідина повинна мати мінімальну в ‘язкість при температурі спалаху, яка для різних марок не повинна бути менше 150-95 ° С.

Найважливіший параметр, яким володіють трансформаторні масла, це стійкість до окислення, або властивість підтримувати сталість характеристик при роботі протягом тривалого часу. Велика частина використовуваних сортів трансформаторних масел стабілізовані такими присадками проти окислення, як іонол або агідол-1. Їх дія заснована на можливості вступати в реакцію з активними пероксидними радикалами, що утворюються під час проходження ланцюгової реакції оксидування вуглеводнів. Стабілізовані іонолом рідини для трансформатора найчастіше окислюються з явно вираженим періодом індукції.

У початковій стадії масла, що зберігають сприйнятливість до присадок, окислюються дуже повільно, оскільки всі окислення, що з ‘являються в маслі, пригнічуються інгібітором. Коли висадка виснажується, швидкість окислення наближається до тієї, з якою окисляється вихідна олія. Присадка тим дієвіша, чим більш тривалий індукційний цикл окислення. Ефект від дії присадки визначається вуглеводневим складом трансформаторного масла і домішками інших сполук невуглеводневого походження, що підсилюють окислення масла (це азотисті основи, нафтенові кислоти, кисневмісні продукти оксидування).

Трансформаторні масла покликані ізолювати частини і вузли силових трансформаторів, які знаходяться під впливом напруги, відвести тепло від деталей, що піддаються нагріву в процесі їх роботи, і захистити ізоляцію від впливу вологи.

Параметри

Масло трансформаторне, характеристики якого повністю визначаються його вмістом, у свою чергу, значною мірою залежить від хімічного складу вихідної сировини і використовуваних методів очищення. У застосовуваних марках трансформаторних масел є відмінності за хімічним складом і експлуатаційними характеристиками, і призначені вони для різних цілей. Для нових олійних трансформаторів потрібні лише абсолютно свіжі масла, які до того не перебували в експлуатації. У кожної партії рідини, яка використовується для заливки, повинен іметься сертифікат фірми-виробника. До того як залити трансформаторне масло, що надходить з нафтопереробного заводу, в силовий трансформатор, необхідно провести його очищення від вологи, газів і механічних домішок.

Волога може міститися в трансформаторній олії в різній формі. Це може бути осад, емульсія і розчин. Трансформаторне масло перед заливкою піддається повному очищенню від вологи, що міститься в маслі в стані емульсії і у формі відстою. Як розчин волога не впливає значною мірою на тангенс кута втрат і електричну міцність, щоправда, сприяє збільшенню окислюваності рідини для трансформаторів і погіршенню стабільності її складу. У зв ‘язку з цим отримання значень напруги пробиву і тангенсу кута втрат, що задовольняють нормам, не може служити критерієм повного очищення.

Важливим параметром є щільність трансформаторної олії. Її необхідно знати, щоб розрахувати масу продукту, що надійшов на перед життя. Щільність трансформаторного масла дозволяє дізнатися його вуглеводневий склад.

При значенні тиску, рівному атмосферному, в розчиненому стані в олії трансформатора може бути до 10% повітря. Якщо силові трансформатори оснащені плівковим і азотним захистом, то перед заливкою спеціальне масло повинно піддатися дегазації, щоб досягти залишкового вмісту газу, що не перевищує 0,1% маси.

Після того як очищення зроблено, механічних домішок у олії бути не повинно.

Вимірювання параметрів олії

Перевірку параметрів мастил проводять, аналізуючи їх електроізоляційні та фізико-хімічні характеристики:

  • електричну міцність;
  • тангенс кута втрат;
  • завмер вологоутримання;
  • замір вмісту газу в олії за допомогою абсорбціометра полягає у визначенні ступеня зміни залишкового тиску в деякій ємності після того, як в неї залиті проби рідини, що випробовується;
  • вимірювання кількісного складу механічних домішок шляхом пропускання зразка, розчиненого в бензині, крізь паперовий фільтр без вмісту золи.

Спосіб визначення вологоутримання масла базується на тому, що відбувається виділення водню в ході реакції вологи, що знаходиться в олії, з гідридом кисню.

Випробування трансформаторної олії

Перед тим як вводити в експлуатацію трансформатори, проводиться випробування трансформаторної олії.

Для трансформаторного обладнання, всіх номінальних напружень випробування олії з бака РПН виробляються в повній відповідності з керівництвом підприємства-виробника. Масло для обладнання, що має потужність до 630 кВА, яке встановлюється в електричних мережах, дозволяється не піддавати випробуванням.

Трансформаторна олія перевіряється замовниками в сертифікованій лабораторії, яка атестована на право її випробовувати.

Центрифугування

Такий метод обробки трансформаторної олії полягає у видаленні вологи і зважених частинок під впливом відцентрових сил. Таким чином видаляється тільки волога, яка знаходиться у формі емульсії, і частинки в твердому стані. Питома маса частинок при центрифугуванні повинна бути більшою, ніж у трансформаторної олії, що піддається обробці. Цим способом очищають переважно рідину для силових трансформаторів, що мають напругу до 35 кВ, або виробляють її попередню обробку.

Фільтрування

Метод складається в пропусканні олії через перегородки пористого типу, які затримують усі домішки, що містяться в ньому.

Адсорбційна обробка

Метод очищення трансформаторного масла за допомогою адсорбції базується на поглинанні води та інших домішок різноманітними адсорбентами. В їх якості використовуються синтетичні цеоліти, що мають високу поглинаючу здатність, особливо по відношенню до частин води. Очищення трансформаторної олії цеолітами дає можливість видалити з її складу вологу, що знаходиться в стані розчину.

Вакуумна обробка

Базовим елементом методу очищення став дегазатор. Сире масло спочатку підігрівається до температури 50-60 ° C. Після цього відбувається розпорошення масла в дегазаторі на першому його щаблі. Далі воно найтоншою струменею стікає вздовж поверхні кілець Рашига. При цьому перший ступінь зазнає вакуумування за допомогою вакуум-насоса. Водяні та газові пари відкачуються через повітряний фільтр і цеолітовий патрон. З ємності дегазатора першого ступеня масло самопливом проходить у другий ступінь, де воно остаточно осушується і дегазується. На завершальному етапі трансформаторна олія проходить крізь фільтр тонкої очистки, подаваючись у трансформатор.

Відпрацьована олія

Відпрацьована трансформаторна олія регенерується на серійних маслорегенераційних установках з використанням силікогеля.

Трансформаторна олія ГК

Зазначене маркування технічна рідина отримала на підставі способу її виробництва. Масло трансформаторне ГК отримують за технологією гідрокрекінгу. Сировиною для його виготовлення служать парафіністи сірчисті нафти. Цей вид олії має високі ізоляційні властивості і рекомендується до використання в різноманітному високовольтному обладнанні. Олія трансформаторна ГК містить присадку іонол і володіє кращими антиокислювальними властивостями.

Сушіння і дегазація трансформаторної оливи

Трансформатор – складна система, надійна робота якої залежить багатьох компонентів. Серед цих компонентів особливу роль займає трансформаторна олива, яка виконує тепловідвідну та ізоляційну функцію. У цій статті ми поговоримо про те, як і чому погіршується стан оливи, який вплив на оливу має вода та кисень, а також які технології краще використовувати для сушіння та дегазації трансформаторних олив.

Як і чому погіршується стан трансформаторної оливи

Під час роботи трансформатора на оливу впливають різні негативні чинники. Серед них:

  • електричне поле;
  • висока температура;
  • кисень з повітря;
  • вода;
  • механічні домішки;
  • конструкційні матеріали (метали).

Деякі фактори, як, наприклад, електричне поле та висока температура є об’єктивними, тобто вони існують завжди, незалежно від бажання розробників трансформаторів чи енергетичних компаній. Частину причин появи інших чинників можна обмежити (вода, повітря). Але повністю виключити вплив шкідливих факторів на оливу не можна, тому що вони є як і каталізатором змін в оливі, так і з’являються в результаті хімічних реакцій всередині трансформатора. Пухирці газу можуть стати місцем розвитку часткових розрядів, а вода знижує електричну міцність оливи і при переході в тверду ізоляцію сприяє її руйнуванню.

Згодом олива старіє, у ній утворюються кислі продукти окиснення вуглеводнів. Ці продукти осідають на ізоляції, стінках бака трансформатора та у системі охолодження, формується шлам. Олива стає більш в’язкою і набагато гірше відводить тепло від частин трансформатора, що нагріваються. Під впливом висококонцентрованих продуктів окиснення вуглеводнів відбувається розкладання целюлози у трансформаторі. Ризик виникнення аварійних ситуацій суттєво зростає.

Щоб забезпечити продовження терміну служби трансформаторів, потрібно правильно і своєчасно обслуговувати ізоляційну оливу. Це забезпечить термін життя трансформатора на 50-70 років.

Що потрібно для того, щоб покращити стан оливи

При погіршенні стану трансформаторної оливи виконується її обробка з метою покращення характеристик. Основний індикатор старіння оливи – це кислотне число. Поки цей параметр не перевищує 0,5 мг КОН/г для покращення стану оливи виконується очищення.

Очищення трансформаторної оливи – широке визначення, під яким можуть розуміти набір різних операцій, кожна з яких дозволяє позбавитися певного виду домішок.

Серед цих операцій:

  • фільтрація оливи – для видалення механічних домішок;
  • дегазація оливи – для видалення газів;
  • сушіння трансформаторної оливи – для видалення вільної та розчиненої води.

Також при подачі сухої та дегазованої оливи у високовольтні трансформатори використовується вакуумування. Ця операція необхідна для того, щоб вода та гази не потрапили в оливу під час заливання.

Крім того, загальний стан ізоляційної системи покращує сушіння ізоляції трансформатора у вакуумних печах. Воно застосовується для видалення води з ізоляції обмоток.

Підвищення кислотного числа до значення 1 м КОН/г свідчить про те, що олива постаріла. У цьому випадку виконується заміна трансформаторної оливи або її регенерація. Властивості оливи можна відновити у разі збереження складу корисних вуглеводнів шляхом видалення продуктів окиснення та старіння. Якщо склад оливи сильно змінений і не підлягає відновленню, оливу потрібно замінити.

Розглянемо спочатку превентивні методи захисту трансформатора від води та утворення газів, потім – спосіб сушіння та дегазації олив.

Очищення оливи установкою УВМ-4/7 GlobeCore у діючому трансформаторі

Способи захисту трансформатора від впливу води та газів

Існує кілька підходів до захисту трансформаторів від впливу води та газів. Маленькі трансформатори виготовляються у герметичному виконанні. Це висуває додаткові вимоги до міцності бака, оскільки неміцний бак може не витримати зростання тиску за підвищення температури трансформатора.

У багатьох трансформаторах, включаючи високовольтні, використовують так званий азотний захист. При цьому способі захисту надмасляний простір бака або розширювача займає азотна подушка, що складається з сухого азоту. Ця подушка стає ніби бар’єром, який захищає оливу від попадання інших газів та води з навколишнього середовища. Але вона не здатна запобігти попаданню в оливу води та газів, що утворюються всередині трансформатора. За необхідності після дегазації проводиться азотування трансформаторної оливи.

Сушіння трансформаторної оливи в процесі експлуатації забезпечується за рахунок термосифонних та адсорбційних фільтрів. Це пристрої, що наповнюються сорбентом (частіше – силікагелем). Сорбент поглинає воду під час циркуляції оливи через фільтр. Термосифонний фільтр встановлюють на бак трансформатора, а адсорбційний фільтр на окремий фундамент біля трансформатора.

Але які б системи захисту не застосовувалися, як мінімум перед заливкою оливи у трансформатор необхідно забезпечити видалення газів та видалення води. Це важлива частина обслуговування трансформатора. Дегазація трансформаторної оливи перед заливкою та під час експлуатації дозволяє уповільнити процеси окислення та підвищити надійність ізоляційної системи.

Як відбувається термовакуумне сушіння оливи

Видалити воду з оливи можна різними способами. Але найчастіше застосовується сушіння цеолітом і термовакуумне сушіння. Сушіння цеолітом добре прибирає воду і підвищує напругу олії з 10-15 до 60-70 кВ за один прохід. Але після насичення цеоліт потребує реактивації. Тому якщо йдеться про сушіння спільно з дегазацією, то кращою є термовакуумна обробка. Цей вид обробки використовує принцип раннього закипання води за умов розрідження. Найбільш яскраву ілюстрацію цього принципу можна спостерігати в умовах високогір’я, де для закипання води потрібна температура менше 100 °С.

При термовакуумній обробці олива спочатку нагрівається до температури 50-55 ° С, а потім подається у вакуумну колону. Усередині вакуумної колони шляхом роботи вакуумної системи підтримується глибокий вакуум. Олія надходить на фільтри-активатори, і протікає з внутрішньої сторони назовні тонкою плівкою, з поверхні якої під дією вакууму інтенсивно виділяється вода і гази.

Таким чином, термовакуумна обробка дозволяє одночасно сушити та дегазувати трансформаторні оливи без утворення будь-яких відходів, що вимагають реактивації, складування або утилізації.

Устаткування GlobeCore для сушіння та дегазації олив

Для термовакуумного сушіння та дегазації трансформаторних олив компанією GlobeCore випускаються установки серій СММ і УВМ . Їхня основна відмінність полягає в кількості ступенів вакуумної системи. Установка УВМ обладнана двоступеневою вакуумною системою, а установка СММ – одноступеневою. Тому установками УВМ забезпечується глибша вакуумна дегазація.

Дегазаційна установка УВМ (СММ) виконує кілька функцій:

  • дегазація оливи;
  • дегідратація (суха) оливи;
  • фільтрація оливи;
  • вакуумування трансформатора;
  • заливка масла в трансформатор під вакуумом;
  • азотування трансформаторної оливи.

Характеристики трансформаторної оливи після обробки в установках GlobeCore:

  • пробивна напруга – не менше 70 кВ;
  • об’ємний газоміст – не більше 0,1%
  • масовий вміст вологи – не більше 10 грамів на тонну.

Лінійка обладнання включає установки з продуктивністю обробки олії від 1 до 15 кубічних метрів на годину.

При обслуговуванні трансформаторів важливим фактором є робота в польових умовах. Для реалізації цієї можливості ми встановили обладнання на причіп, що обладнаний причіпним пристроєм. Тому установка за допомогою автомобіля сервісної бригади швидко доставляється у місце експлуатації трансформатора.

Також установки GlobeCore можуть підключатися до трансформатора та виконувати обробку оливи без зливу з бака шляхом безперервної циркуляції оливи по замкнутому контуру. Обробка оливи може виконуватися як у відключеному, так і на працюючому трансформаторі. У другому випадку установки УВМ (СММ) підключаються до трансформатора через систему TCC (система безпеки трансформатора) . Ця система контролює рівень оливи в баці трансформатора і при зниженні рівня, наприклад через наявність витоків «відсікає» установку від трансформатора. Трансформатор завжди захищений та виводити його з-під напруги на час очищення олії не обов’язково.

Які типи олив можуть оброблятися установками GlobeCore

Устаткування GlobeCore багатофункціонально і в плані типів масел, що обробляються. За допомогою установок УВМ (СММ) може виконуватися:

  • сушка і дегазація трансформаторної оливи;
  • сушіння та дегазація гідравлічної оливи;
  • сушка і дегазація турбінної оливи;
  • сушіння дегазація індустріальної оливи.

В рамках однієї статті складно охопити всі аспекти сушіння та дегазації трансформаторної оливи, тому у вас, напевно, виникнуть питання. Відповіді на них можна отримати, звернувшись за одним із контактів, доступних у відповідному розділі нашого сайту.