Трансформаторне масло ізоляційні властивості, відбір проб, очищення, осушення і регенерація,

Трансформаторне масло застосовується в трансформаторах в якості охолоджуючої середовища для відводу тепла від проводів обмоток, а також служить ізоляцією.

Однією з основних характеристик трансформаторного масла є його в'язкість, зменшується при зростанні температури і зростаюча при її зниженні.

Висока в'язкість масла погіршує роботу механізмів систем охолодження, в зв'язку з чим ця величина є нормованої і підлягає перевірці перед його заливкою в трансформатор.

Ізоляційні властивості масел характеризуються показниками, значення яких повинні бути не нижче вказаних в табл. 2.6.

При експлуатації ізоляційні властивості трансформаторного масла погіршуються: воно забруднюється, зволожується, накопичує продукти окислення, в результаті чого масло втрачає свої хімічні та електрофізичні властивості і старіє.

Крім того, масло старіє також за рахунок спільного впливу на нього кисню повітря і електричного поля. Окислення сприяють високі температури, сонячне світло, наявність розчинних в олії солей металу, які є каталізаторами окислення.

При наявності електричного поля в маслі частка вологи зростає в порівнянні з наявністю вологи при відсутності електричного поля. Відомо, що краплі вологи і частки забруднень розташовуються в електричному полі уздовж його силових ліній, що призводить до різкого зниження електричної міцності масла.

Очищення масла від механічних домішок і вологи здійснюється центрифугуванням і фільтруванням через паперові фільтри. Ефективне очищення виходить при використанні центрифуги в комбінації з фільтр-пресом. Цей спосіб знайшов широке застосування при очищенні масла в трансформаторах до 110 кВ. У трансформаторах 220 кВ і вище, де до маслу пред'являються підвищені вимоги в частині утримання газів, очищення проводиться в процесі ремонту; при цьому одночасно здійснюються процеси сушки, фільтрації і дегазації масла, а при необхідності і насичення його азотом (інертним газом).

В даний час набув поширення спосіб осушення масла за допомогою цеолітів, які за своїм складом є водними алюмосиликатами кальцію або натрію. Вони містять величезну кількість часу з різними молекулами. При фільтруванні масла через шар висушеного цеоліту знаходиться в маслі волога проникає в пори і в них утримується. Відпрацьовані цеоліти відновлюються в стаціонарних установках продувкою гарячим повітрям.

Регенерація таке відновлення окисленого масла, тобто видалення з нього продуктів старіння. На практиці застосовується регенерація експлуатаційних масел з кислотним числом, що не перевищує 0,3-0,4 мг КОН / г масла.

Для регенерації застосовують різного роду адсорбенти природного і штучного походження. Відновлюючі властивості адсорбентів засновані на здатності за рахунок дії сил міжмолекулярної тяжіння осаджувати на їх поверхні продукти старіння.

Як природні адсорбентів застосовуються відбілююча земля «зікеевская опока», штучних - великопористий (КСК) і дрібнопористий (КСМ) силікагель. Іноді застосовується активний оксид алюмінію, що володіє адсорбційної здатністю по відношенню до кислих продуктів старіння масла.

При регенерації масло прокачується через наповнений адсорбентом бак-адсорбер.

Поряд з перерахованими вище застосовуються спеціальні пристрої для захисту масла в трансформаторах, такі, наприклад, як розширювач трансформатора або повітроочисні фільтри.

Розширювач трансформатора, крім основної функції по компенсації зміни обсягу масла в масляній системі трансформатора внаслідок коливання температури, дозволяє також зменшити площу відкритої поверхні масла, що стикається з повітрям, що знижує ступінь окислення, зволоження і забруднення олії. Волога і механічні домішки, потрапляючи в розширювач з повітря, осідають в його нижній частині, звідки їдуть при ремонті трансформатора.

Повітроочисні фільтри встановлюють на опускних ( «дихальних») трубах розширювачів. У нижній частині фільтру розміщується масляний затвор, що працює за принципом сполучених посудин, який очищає проходить через нього повітря від механічних домішок і усуває прямий контакт масла в розширювачі з навколишнім середовищем. Корпус фільтра заповнюється силікагелем, облягають на своїй поверхні частинки води, що містяться в повітрі. Зі зниженням температури трансформатора обсяг масла в ньому зменшується, внаслідок чого в розширнику створюється розрідження і змінюється співвідношення рівнів масла в затворі. Коли рівень масла у зовнішній порожнини затвора впаде настільки, що оголиться край затворного циліндра, порція атмосферного повітря пройде через затвор і далі через поглинач вологи, потрапляючи в розширювач. При нагріванні трансформатора масло почне тиснути на повітряну подушку і в розширнику процес піде в зворотному напрямку.

Воздухоосушающая здатність фільтра визначається візуально по зміні кольору індикаторного силікагелю з блакитного на рожевий. Рожевий колір силикагеля свідчить про його зволоження і необхідності заміни всього силикагеля.

Термін служби силикагеля в повітроочисних фільтрах залежить від обсягу масла в трансформаторі і коливається від 1 до 2 років. Заміна масла в масляних затворах проводиться через 2-3 роки.

Для безперервної регенерації масла в трансформаторах широко застосовуються адсорбційні і термосифонні фільтри, які виконують у вигляді металевих циліндрів, заповнених сорбентом, що поглинає продукти окислення і вологу з циркулюючого через них масла.

Адсорбційні фільтри застосовують в системах охолодження ДЦ і Ц. де забезпечується примусова прокачка масла через фільтри.

Термосифонні фільтри застосовують в системах охолодження М і Д. де масло переміщається зверху вниз внаслідок різниці щільності нагрітого і охолодженого масла.

Сорбентом в цих фільтрах служить силікагель КСК або активний оксид алюмінію. Заміна сорбенту проводиться після того, як кислотне число перевищить 0,1-0,12 мг КОН / г масла.

Для усунення контакту масла в розширювачі трансформатора з атмосферним повітрям і запобігання тим самим забруднення і окислення масла застосовується азотна захист. Як такого захисту на практиці найбільш часто застосовується система низького тиску (тиск азоту не більше 3 кПа) із застосуванням еластичною ємності.

Основним елементом системи є еластичний резервуар, виконаний з гумовотканинної пластини (газонепроникний хімічно стійкий матеріал) і сполучається газопроводом з розширювачем трансформатора. Система заповнюється азотом, тиск якого незначно перевищує нормальний атмосферний тиск при всіх температурних змінах рівня масла в розширювачі. При нагріванні трансформатора рівень масла в розширювачі піднімається і заповнює його азот переходить в еластичний резервуар, обсяг якого збільшується. При зниженні рівня масла в розширювачі азот переходить в нього з еластичного резервуара, стінки якого опадають. Газоосушітель служить для поглинання вологи, яка може потрапити в газову систему з масла або ізоляції, а також з газового балона під час підживлення системи азотом.

На ПС з двома і більше трансформаторами застосовується групова азотна захист з живленням від одного еластичного резервуара.

Обслуговування азотної захисту полягає в наступному:

при огляді пристрою перевіряється рівень масла в розширювачі трансформатора, наповнення еластичних резервуарів азотом, колір силикагеля в осушувачі;

якщо обсяг еластичних резервуарів малий і не відповідає рівню масла в розширювачі, перевіряється зовнішній стан еластичних резервуарів і герметичність з'єднань всієї газової системи;

при необхідності проводиться підживлення газової системи азотом з балонів. Для цього відключається газовий захист трансформатора, закривається кран і система через редуктор і кран заповнюється азотом з балонів до тих пір, поки обсяг еластичного резервуара не стане відповідати рівню масла в розширювачі. Підключення еластичного резервуара до трансформатора проводиться в зворотному порядку. Потім остаточно підключається до трансформатора його газовий захист.

Необхідність підживлення азотом виникає, як правило, не частіше 1 разу на місяць. При надійної герметичності з'єднань всіх вузлів в надмасляном просторі підживлення азотом проводять 1 раз в рік.

Проби азоту відбирають через кожні 6 міс. Якщо в газовій суміші виявляється більше 3% кисню, при відкритому вентилі проводиться 10-хвилинна продування надмасляного простору в розширнику чистим і сухим азотом. Газовий захист виводиться з роботи на весь час продувки.

Доливання масла в трансформатор, який має азотну захист, проводиться через нижній зливний кран.

Для герметизації масла трансформатора застосовується плівкова захист в вигляді рухомої плівки, що поміщається в розширювач трансформатора і ізолюючої масло в розширнику від зіткнення з атмосферним повітрям. Плівкова захист виконується у вигляді еластичного компенсатора, що змінює свій обсяг при температурних коливаннях обсягу масла в трансформаторі, або у вигляді еластичної мембрани, плаваючою на поверхні масла і вільно згинається при зміні обсягу масла в розширювачі. При цьому в надмасляном просторі трансформатора зберігається нормальний атмосферний тиск.

Рівень масла в розширювачі контролюється по стрілочному покажчику, важіль якого спирається на поверхню плівки. Трансформатор з плівковим захистом заповнюється дегазованим маслом з обов'язковим періодичним контролем його газосодержания.

Герметичність плівки перевіряється при черговому ремонті трансформатора. У разі спрацювання газового захисту трансформатора повинна проводитися і перевірка плівковою захисту.

Для збільшення терміну служби трансформаторного масла застосовуються присадки. Нормально очищене масло в якості природних антиокислювачів містить смоли, що захищають масло від окислення в початковий період його експлуатації. Спеціальні присадки гальмують процес окислення масла. Присадки в залежності від принципу дії відносять до таких груп:

деактиватори - речовини, що зменшують каталітичну дію розчинних в олії з'єднань, що містять метали;

Пасиватор - речовини, що утворюють на металі плівку, яка захищає від каталітичного дії металів.

Широке застосування знайшли такі присадки, як ионол і антранілова кислота.

Іонол являє собою типовий інгібітор, який будучи введеним в масло в кількості 0,2% від маси масла, уповільнює утворення осаду в очищених маслах і гальмує зростання tgφ.

Антранілова кислота являє собою присадку з багатофункціональним дією. Це сильний пасиватор і активатор, але слабким інгібітором. При введенні в масло 0,02-0,05% антраниловой кислоти корозія міді і заліза практично припиняється.

Найбільш ефективним є одночасне застосування іонола і антраниловой кислоти.

Для обслуговування маслонаполненного обладнання повинні бути організовані централізовані масляні господарства, обладнані резервуарами для зберігання масла, насосами, обладнанням для очищення, осушення і регенерації масла, пересувними маслоочищувальної і дегазаційними установками, ємностями для транспортування олії.

Відповідно до вимог ПУЕ, покажчики рівня і температури масла маслонаповнених трансформаторів і апаратів і інші покажчики, що характеризують стан обладнання, повинні бути розташовані таким чином, щоб були забезпечені зручні і безпечні умови для доступу до них і спостереження за ними без зняття напруги (наприклад, з боку проходу в камеру).

Для відбору проб масла відстань від рівня підлоги або поверхні землі до крана трансформатора або апарату повинно бути не менше 0,2 м або повинен бути передбачений відповідний приямок.

Для запобігання розтікання масла і поширення пожежі при пошкодженнях маслонаповнених силових трансформаторів (реакторів) з кількістю масла більше 1 т в одиниці повинні бути виконані маслоприймачі, масловідводи і маслозбірники з дотриманням наступних вимог ПУЕ:

габарити маслоприемника повинні виступати за габарити трансформатора (реактора) не менше ніж на 0,6 м при масі масла до 2 т; 1 м при масі від 2 до 10 т; 1,5 м при масі від 10 до 50 т; 2 м при масі більше 50 т. При цьому розмір маслоприемника може бути прийнятий менше на 0,5 м з боку стіни або перегородки, що розташовується від трансформатора (реактора) на відстані менше 2 м;

обсяг маслоприемника з відведенням масла слід розраховувати на одноразовий прийом 100% масла, залитого в трансформатор (реактор). Обсяг маслоприемника без відведення масла слід розраховувати на прийом 100% обсягу олії, залитого в трансформатор (реактор), і 80% води від засобів пожежогасіння з розрахунку зрошення площ маслоприемника і бічних поверхонь трансформатора (реактора) з інтенсивністю 0,2 л / с-м 2 протягом 30 хв;

пристрій маслоприймачів і масловідводи повинно виключати перетікання масла (води) з одного маслоприемника в інший, розтікання масла по кабельних і іншим підземним спорудам, поширення пожежі, засмічення масловідводи і забивання його снігом, льодом і т. п .;

маслоприймачі під трансформатори (реактори) з об'ємом масла до 20 т допускається виконувати без відведення масла. Маслоприймачі без відведення масла повинні виконуватися заглибленою конструкції і закриватися металевими гратами, поверх якої повинен бути насипаний шар чистого гравію або промитого гранітного щебеню товщиною не менше 0,25 м, або непористого щебеню іншої породи з частинками від 30 до 70 мм. Рівень повного обсягу масла в маслопріємник повинен бути нижче решітки не менше ніж на 50 мм;

маслоприймачі з відведенням масла можуть виконуватися як заглиблені, так і незаглиблений (дно на рівні навколишнього планування). При виконанні заглибленого маслоприемника пристрій бортових огороджень не потрібно, якщо при цьому забезпечується виконання наведених вище вимог до обсягу маслоприемника.

Маслоприймачі з відведенням масла можуть виконуватися:

з установкою металевої решітки на маслопріємник, поверх якої насипаний гравій або щебінь товщиною шару 0,25 м;

без металевої решітки з засипанням гравію на дно маслоприемника товщиною шару не менше 0,25 м.