Пленочная защита трансформаторного масла - Electrik-Ufa.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Пленочная защита трансформаторного масла

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Пленочная защита

Рекомендуется перед первым включением трансформатора в работу проверить масло в объеме сокращенного анализа для трансформаторов напряжением до 35 кВ включительно и в объеме сокращенного анализа с измерением tg 5 и влагосодержания масла для трансформаторов напряжением 110 кВ и выше. Кроме того, для трансформаторов с азотной или пленочной защитой дополнительно контролируют газосодержание масла и состав газов в надмас-ляном пространстве. [32]

К материалам защитных пленок ( рис, 4.3) предъявляется ряд требований: хорошие влагозащитные свойства ( малая влагопро-ницаемость, отсутствие пор, пассивирующие свойства), возможность работы в диапазоне температур ( близость ТКЛР пленки и материала компонента, эластичность), хорошая адгезия к защищаемому компоненту. Одновременно всем свойствам не отвечает ни один из материалов, поэтому в каждом конкретном случае выбирается тот или иной вариант пленочной защиты . ТКЛР пленок SiO2 значительно отличается от ТКЛР кремния. Поэтому пленки SiO2 плохо работают в широком диапазоне температур и при большой толщине. Для усиления их защитных свойств используется дублирование пленками силанов Si3N4, которые имеют высокую адгезию и термостойкость. Гидрофобные пленки имеют способность к водоотталкиванию, но их температурная стойкость не превышает 250 С и они неустойчивы при длительном воздействии влаги. Пленки из эластичных лаков ( МК-4У, КО-961п, ПЭ-518 и др.) хорошо защищают от влаги, но трудно контролировать толщину и равномерность пленки. [33]

Трансформаторное масло является теплоотводящей средой и составной частькгизоляции мощных силовых трансформаторов. Так, масло перед заливкой его в трансформаторы может содержать влаги не более 0 002 % по массе, масло, предназначенное для заливки трансформаторов, оборудованных азотной и пленочной защитой , может содержать влаги не более 0 001 % по массе и газа не более 0 1 % по объему. Для удовлетворения этих требований была разработана новая технология осушки масла ( осушка масла цеолитами) и конструкция передвижных установок для осушки масла и дегазации его. [34]

В полностью собранном виде производят испытание трансформатора на маслоплотность. Температура масла в баке трансформатора должна быть не ниже 10 С. Испытание трансформаторов без пленочной защиты производят избыточным давлением азота 10 кПа ( 0 1 кгс / см2) в надмасляном пространстве расширителя. [35]

Принцип работы пленочной защиты заключается в следующем: из масла и твердой изоляции удаляется газ. Герметизация трансформатора осуществляется с помощью эластичной емкости, установленной в расширителе трансформатора. Таким образом, обеспечивается более надежная защита изоляции трансформатора, так как исключается не только возможность окисления и увлажнения масла, но в значительной мере уменьшается вероятность возникновения электрических разрядов, центрами развития которых, как правило, являются газовые включения. На трансформаторах с пленочной защитой , так же, как и на трансформаторах без нее устанавливаются фильтры непрерывной регенерации. На рис. 31 показана схема пленочной защиты трансформатора. Наружная поверхность эластичной емкости имеет те же размеры и форму, что и внутренняя поверхность расширителя. Воздух или азот поступает внутрь эластичной емкости через осушитель. Внутри расширителя эластичная емкость подвешивается на петлях. При увеличении объема масла в расширителе газ из емкости вытесняется в атмосферу или в емкость с азотом, а при уменьшении объема масла, наоборот, засасывается в эластичную емкость. Расширитель трансформатора с пленочной защитой имеет патрубки для соединения с трансформатором и для доливки масла, петли для крепления эластичной емкости, газосборочный коллектор и монтажные люки. Внутри эластичной емкости установлен рычаг стрелочного маслоуказателя для контроля за уровнем масла в расширителе. Газосборочный коллектор служит для выпуска воздуха из пространства между эластичной емкостью и расширителем во время монтажа. Во время эксплуатации коллектор с помощью реле, реагирующего на появление газа в нем, служит для контроля герметичности расширителя и эластичной емкости. В верхней части расширителя установлено реле поплавкового типа, которое должно подавать сигнал в случае повреждения эластичной емкости. [36]

Принцип работы пленочной защиты заключается в следующем: из масла и твердой изоляции удаляется газ. Герметизация трансформатора осуществляется с помощью эластичной емкости, установленной в расширителе трансформатора. Таким образом, обеспечивается более надежная защита изоляции трансформатора, так как исключается не только возможность окисления и увлажнения масла, но в значительной мере уменьшается вероятность возникновения электрических разрядов, центрами развития которых, как правило, являются газовые включения. На трансформаторах с пленочной защитой, так же, как и на трансформаторах без нее устанавливаются фильтры непрерывной регенерации. На рис. 31 показана схема пленочной защиты трансформатора . Наружная поверхность эластичной емкости имеет те же размеры и форму, что и внутренняя поверхность расширителя. Воздух или азот поступает внутрь эластичной емкости через осушитель. Внутри расширителя эластичная емкость подвешивается на петлях. При увеличении объема масла в расширителе газ из емкости вытесняется в атмосферу или в емкость с азотом, а при уменьшении объема масла, наоборот, засасывается в эластичную емкость. Расширитель трансформатора с пленочной защитой имеет патрубки для соединения с трансформатором и для доливки масла, петли для крепления эластичной емкости, газосборочный коллектор и монтажные люки. Внутри эластичной емкости установлен рычаг стрелочного маслоуказателя для контроля за уровнем масла в расширителе. Газосборочный коллектор служит для выпуска воздуха из пространства между эластичной емкостью и расширителем во время монтажа. Во время эксплуатации коллектор с помощью реле, реагирующего на появление газа в нем, служит для контроля герметичности расширителя и эластичной емкости. В верхней части расширителя установлено реле поплавкового типа, которое должно подавать сигнал в случае повреждения эластичной емкости. [37]

На рис. 3 показано изменение величин выноса жидкости для растворов хлористого натрия ( кривая /) и едкого натра ( кривая / /) при разных скоростях воздуха и высоте сепарирующего пространства 4 см. На рисунке отчетливо видно, что увеличение скорости до определенного предела для обоих растворов ведет IK снижению выноса. Превышение этого значения скорости приводит к выбросу больших масс жидкости. Ранее была выявлена большая устойчивость газовых пузырьков на поверхности щелочных растворов. В связи с этим коалес-ценция и достижение пузырьками критических размеров для нейтральных растворов наступают раньше. Для пенящихся сред ( кривая / /) наблюдаются более крутой спад выноса жидкости и лучшая пленочная защита ( меньший вынос), но в меньшем интервале скоростей. Обращает на себя внимание большая величина выноса жидкости при малых скоростях барботируемого газа. [38]

В настоящее время ведется поиск новых, более эффективных конструкций таких устройств. В частности, разработаны термоэлектрический осушитель воздуха и другие подобные аппараты. Но наиболее широко применяется в трансформаторах, в которых масло соприкасается с окружающим воздухом, испытанный временем простой силикагелевый воздухоосушитель с масляным затвором. Для защиты масла от увлажнения и окисления все более широкое применение находит азотная защита. Она исключает непосредственное соприкосновение масла с окружающим воздухом. В последнее время широко начинает внедряться также пленочная защита , которая практически полностью исключает контакт масла с окружающим воздухом при помощи гибкой оболочки, встроенной в расширитель трансформатора. [39]

Принцип работы пленочной защиты заключается в следующем: из масла и твердой изоляции удаляется газ. Герметизация трансформатора осуществляется с помощью эластичной емкости, установленной в расширителе трансформатора. Таким образом, обеспечивается более надежная защита изоляции трансформатора, так как исключается не только возможность окисления и увлажнения масла, но в значительной мере уменьшается вероятность возникновения электрических разрядов, центрами развития которых, как правило, являются газовые включения. На трансформаторах с пленочной защитой, так же, как и на трансформаторах без нее устанавливаются фильтры непрерывной регенерации. На рис. 31 показана схема пленочной защиты трансформатора. Наружная поверхность эластичной емкости имеет те же размеры и форму, что и внутренняя поверхность расширителя. Воздух или азот поступает внутрь эластичной емкости через осушитель. Внутри расширителя эластичная емкость подвешивается на петлях. При увеличении объема масла в расширителе газ из емкости вытесняется в атмосферу или в емкость с азотом, а при уменьшении объема масла, наоборот, засасывается в эластичную емкость. Расширитель трансформатора с пленочной защитой имеет патрубки для соединения с трансформатором и для доливки масла, петли для крепления эластичной емкости, газосборочный коллектор и монтажные люки. Внутри эластичной емкости установлен рычаг стрелочного маслоуказателя для контроля за уровнем масла в расширителе. Газосборочный коллектор служит для выпуска воздуха из пространства между эластичной емкостью и расширителем во время монтажа. Во время эксплуатации коллектор с помощью реле, реагирующего на появление газа в нем, служит для контроля герметичности расширителя и эластичной емкости. В верхней части расширителя установлено реле поплавкового типа, которое должно подавать сигнал в случае повреждения эластичной емкости. [40]

Пленочная защита трансформатора

Более совершенным методом защиты трансформатора, по сравнению с азотной, является пленочная. В этом случае эффект, который дает дегазация масла, полностью используется, что обеспечивает длительную стабильность свойств трансформаторного масла во время работы трансформатора. Кроме того, упрощается технология обработки масла, так как исключается процесс азотирования и облегчается работа эксплуатационного персонала во время работы трансформатора.

Конструктивно пленочная защита выполняется в виде эластичного компенсатора, способного изменять свой объем при всех температурных колебаниях объема масла в трансформаторе, или в виде эластичной мембраны, плавающей на поверхности масла и свободно изгибающейся при изменениях объема масла в расширителе. В обоих случаях в надмасляном пространстве трансформатора сохраняется нормальное атмосферное давление. Уровень масла в расширителе определяется по стрелочному указателю (специальной конструкции), рычаг которого опирается на поверхность пленки. Трансформатор с пленочной защитой заполняется дегазированным маслом. Необходим периодический контроль газосодержания масла.

Недостатки пленочной защиты

К недостаткам пленочной защиты относят сложность размещения и герметизации эластичных пленок внутри расширителя, а также невозможность повседневного визуального контроля за их исправностью. Герметичность пленки проверяется при ремонте трансформатора. Внеочередная проверка ее состояния должна проводиться в случае срабатывания газовой защиты трансформатора.

Принцип работы пленочной защиты трансформатора

Принцип действия пленочной защиты трансформатора заключается в следующем: из масла и твердой изоляции удаляется газ. Герметизация трансформатора осуществляется с помощью эластичной емкости, установленной в расширителе трансформатора. Таким образом, обеспечивается более надежная защита изоляции трансформатора, так как исключается не только возможность окисления и увлажнения масла, но в значительной мере уменьшается вероятность возникновения электрических разрядов, центрами развития которых, как правило, являются газовые включения.

На трансформаторах с пленочной защитой, так же, как и на трансформаторах без нее устанавливаются фильтры непрерывной регенерации.

Наружная поверхность эластичной емкости имеет те же размеры и форму, что и внутренняя поверхность расширителя. Воздух или азот поступает внутрь эластичной емкости через осушитель. Внутри расширителя эластичная емкость подвешивается на петлях.

При увеличении объема масла в расширителе газ из емкости вытесняется в атмосферу или в емкость с азотом, а при уменьшении объема масла, наоборот, засасывается в эластичную емкость.

Расширитель трансформатора с пленочной защитой имеет патрубки для соединения с трансформатором и для доливки масла, петли для крепления эластичной емкости, газосборочный коллектор и монтажные люки. Внутри эластичной емкости установлен рычаг стрелочного маслоуказателя для контроля за уровнем масла в расширителе.

Читайте также:  Защита проводов от кошек

Газосборочный коллектор служит для выпуска воздуха из пространства между эластичной емкостью и расширителем во время монтажа. Во время эксплуатации коллектор с помощью реле, реагирующего на появление газа в нем, служит для контроля герметичности расширителя и эластичной емкости. В верхней части расширителя установлено реле поплавкового типа, которое должно подавать сигнал в случае повреждения эластичной емкости. Для более надежной герметизации трансформатора с пленочной защитой вместо предохранительной трубы устанавливается предохранительный клапан.

Монтаж трансформаторов с пленочной защитой

Технология монтажа трансформаторов с пленочной защитой имеет отличительные особенности, связанные с монтажом и установкой расширителя с эластичной емкостью и выполнением вакуумной обработки изоляции и масла.

Рисунок 1 — Устройство пленочной защиты. а — расположение эластичной емкости в расширителе; б — принципиальная схема работы; 1 — воздухоосушитель; 2 — стрелочный маслоуказатель; 3 — эластичная емкость; 4 —подсоединителькый патрубок; 5 — монтажный люк; 6 — расширитель; 7 — сборный коллектор; 8 — рычаг маслоуказателя; 9 — реле поплавкового типа; 10 — кран для доливки масла; 11 — реле газовое; 12 — отсечный клапан

Монтаж расширителя производят на специально подготовленной для этого площадке до установки его на бак трансформатора. Перед закреплением в расширителе с наружной поверхности эластичной емкости снимают салфеткой пудру и проверяют герметичность емкости при помощи мыльного раствора. Для этого наполняют емкость воздухом до избыточного давления 3,0 кПа.

После удаления мыльного раствора с поверхности салфеткой или чистым сухим трансформаторным маслом, нагретым до температуры 40—50°С, выпускают воздух из оболочки и сворачивают ее в рулон по ширине, подворачивая боковые стороны так, чтобы петли для подвески оболочки оказались сверху. Связывают оболочку киперной лентой вблизи петель (рисунок 2,а—в), завязывают узлы ленты на бант, а к петлям подвязывают ленты стропы (отрезки киперной ленты или шнура длиной 8—10 м каждый).

Одновременно проверяют герметичность расширителя путем создания в нем избыточного давления воздуха 25 кПа и мест уплотнений, а также подозреваемых мест неплотностей прибором ТУЗ-5М либо галоидным течеискателем. При отсутствии этих приборов места неплотностей можно обнаружить при помощи мыльного раствора. Все обнаруженные неплотности устраняют. Снимают люки для установки и закрепления эластичной емкости и проверяют состояние внутренней поверхности расширителя. Внутренняя поверхность должна быть чистой и не иметь острых кромок, заусениц, могущих повредить эластичную емкость.

Подтягивая концы лент-строп, протянутых через патрубки, заводят эластичную емкость внутрь расширителя так, чтобы отверстие в ней под указатель уровня масла было направлено к люку, и подвешивают ее на петлях за металлические кольца, установленные в патрубках. После этого ленты-стропы и обвязочные ленты удаляют.

На съемный фланец со шпильками надевают резиновую прокладку и в таком состоянии его продевают через отверстие внутрь оболочки, после чего оболочку уплотняют в месте прохода указателя уровня масла (рисунок 2,б, в).

Рисунок 2 — Монтаж эластичной емкости б — уплотнение в месте установки маслоуказателя; в — заведение эластичной емкости в расширитель; 1 — эластичная емкость; 2 — палец; 3 — патрубок; 4 — пробка; 5 — петля; 6 — уплотняющий фланец; 7 — лента-строп

Если длина пленки больше длины расширителя, ее расправляют по длине и в торце складывают в конверт. При обращении с эластичной емкостью нужно соблюдать следующие предосторожности, чтобы обеспечить ее сохранность:

1. Перед монтажом оболочку следует хранить в развернутом виде на стеллажах, не допуская перегибов, защищать ее от воздействия прямых солнечных лучей, смазочных материалов, бензина, керосина, кислот, щелочей и других веществ и газов, разрушающих резину и ткань, и располагать на расстоянии не менее 1 м от теплоизлучающих аппаратов.

2. При хранении и монтаже следует учитывать изменение механических свойств емкости в зависимости от температуры. Поэтому хранить оболочку нужно при температуре окружающего воздуха от —25 до +25°С, не допускать ее деформаций при отрицательной температуре. Перед проведением операций, вызывающих деформацию оболочки, следует предварительно выдержать ее при температуре 15—25°С в течение 24 ч. Устанавливать оболочку в расширитель следует при положительной температуре. В случае необходимости проведения такой работы при отрицательной температуре (до —35°С) оболочку необходимо предварительно выдержать в трансформаторном масле с температурой более 0°С В течение не менее 10 сут. 3. После установки эластичной емкости во избежание повреждения нельзя проводить работы, связанные с местным нагревом расширителя (например, сварку). После закрепления и уплотнения оболочки расширитель устанавливают на подставки высотой не менее 300 мм, предварительно уплотняя верхние патрубки и открывая пробки в них для выпуска воздуха (рисунок 3).

Рисунок 3 — Схема вытеснения воздуха из расширителя 1 — стеклянный маслоуказатель; 2 — эластичная емкость; 3 — патрубок; 4 — манометр; 5 — кран; 6 — источник подачи сжатого воздуха; 7 — трансформаторное масло; 8 — отсечный клапан; 9 — маслопровод

До монтажа эластичную емкость надо хранить при температуре от — 20 до +25° С в развернутом виде в месте, защищенном от попадания прямых солнечных лучей. Внутренняя поверхность расширителя должна быть чистой, без острых краев и заусенцев. Эластичную емкость заводят в расширитель и подвешивают на петлях за металлические кольца, установленные в патрубках.

Заливаемое в трансформатор масло должно содержать влаги примерно 0,0008% и газа около 0,05% по объему.

Конструкция расширителя и эластичной емкости не рассчитана на вакуум, поэтому заливка расширителя маслом производится без вакуумирования расширителя дегазационной установкой, причем насос дегазационной установки должен обеспечить подачу дегазированного масла в расширитель, преодолев перепад давления между остаточным давлением в установке и атмосферой. Чтобы удалить воздух из расширителя, его заполняют маслом до тех пор, пока масло не покажется в пробке реле. Затем масло сливают. По мере уменьшения объема масла в расширителе эластичная емкость опускается, плотно облегая внутреннюю поверхность расширителя.

Заливка масла

Заливка масла в трансформатор производится под вакуумом через промежуточную емкость. Заливка прекращается, когда масло появится в промежуточной емкости. Трансформатор соединяют с расширителем только после отключения вакуумного насоса. Во время эксплуатации необходимо следить за состоянием расширителя, эластичной емкости (не произошло ли нарушения герметичности) и за остаточным содержанием газа в трансформаторном масле.

Причем если будет определяться не только количество газа, но и его состав, то это позволит определить повреждения, развивающиеся в изоляции значительно раньше, чем сработает газовое реле.

ис. 2 Кривые изменения концентрации влаги в масле и растворенного в нем воздуха в зависимости от времени эксплуатации трансформатора 417 МВХА, 500 кВ, оборудованного пленочной защитой: I — содержание влаги, % по массе; 2- содержание воздуха, % по объем

На рис. 2 показаны кривые изменения концентрации влаги и газа в трансформаторах с пленочной защитой. Результаты анализа масла из трансформаторов с пленочной защитой приведены в табл. 1.

№ транс-Время эксплуатации.Цвет ОтвальдаКислотное
Тон/Г
Реакции водной вытяжкиПробивное напряжение, кВ
12060,1Слабокислая42
21060.08Нейтральная30
32060,0936
41060,0648
51020,0348
61050,0731

Из приведенных данных видно, что часть трансформаторов была недостаточно герметична. Значительное потемнение масла (2 — 6) и увеличение кислотного числа (0,03 — 0,1) указывают на окисление масла.

Пленочная защита будет эффективна только при достаточно надежной герметизации трансформатора и возможно полном удалении воздуха из масла и твердой изоляции.

Последнее условие необходимо, так как если воздух и не будет поступать в трансформатор из атмосферы, процесс окисления масла может идти за счет растворенного в нем воздуха. Пленочная защита так же, как и азотная защищает трансформатор от проникновения в него атмосферных осадков, но не исключает образования влаги внутри трансформатора в процессе его работы.

Защита трансформаторного масла

3. Защита трансформаторного масла

Одним из самых капризных элементов масляного трансформатора является само масло. Оно должно удовлетворять ряду жестких требований.

Диэлектрическая прочность должна быть для аппаратов:

  • до 15 кВ включительно – 30 кВ,
  • от 15 до 35 кВ – 35 кВ,
  • от 60 до 220 КБ – 45 кВ,
  • от 330 до 500 кВ – 55 кВ,
  • 750 кВ – 60 кВ.

Испытания проводятся в стандартном сосуде, содержащем полусферические электроды с расстоянием 2 мм.

Кислотное число: в 1 г масла не должно быть больше 0,03 мг КОН.

Температура вспышки не должна быть ниже 135°С.
Вязкость кинематическая, сСт, при 20°С – не более 30, при 50°С – не более 9.
Температура застывания не выше -50°С.

Тангенс угла диэлектрических потерь в % не более: при 20°С – 0,2%, при 70°С – 2,0%.

Здесь приведены только некоторые требования к маслу согласно ТУ 38-101-281-72. Для различных типов масел, масел разных заводов из нефти разного происхождения существуют различные нормы. Поставка свежего масла с завода обычно сопровождается соответствующим сертификатом на него. Масло неизвестного происхождения без документов использовать ни в коем случае нельзя: во-первых, его параметры и состав могут не подходить к данным условиям; во-вторых, смешение двух различных масел, по отдельности даже очень хороших, может привести к полной потере качества смеси масел.

Основным врагом масла является влага, опасен маслу и кислород воздуха. Поэтому масло в трансформаторах отделяют от воздуха различными затворами и обезвоживают перед заливкой в трансформатор, посла заливки, а также во все время работы трансформатора.

В процессе работы трансформатор нагревается, при отключении охлаждается. Это сопровождается изменением объема масла в трансформаторе. При расширении масло вытесняется в маслорасширитель (рис.3), который соединен о верхней крышкой бака трансформатора. Объем расширителя должен быть достаточным, чтобы принять нагретое масло. Необходимый объем расширителя вычисляется по следующей формуле:
,
где (м3) – объем масла в трансформаторе;
=0,0007 – температурный коэффициент расширения масла;
(°С)=65-70°С – температура горячего масла;
(°С)= -35 – -40°С – минимальная температура воздуха зимой.

Рис.3. Расширитель трансформатора: а – продольный разрез по расширителю, б – вид сбоку. 1 – трубка маслоуказателя; 2 – дыхательный конец трубки маслоуказателя; 3 – дыхательная трубка расширителя; 4 – патрубок для присоединения к трансформатору; 5 – пробка заливочного отверстия; 6 – отстойник масла для сбора осадка; 7 – выхлопная труба; 8 – предохранительная диафрагма (рвется или ломается при повышении давления); 9 – трубка, соединяющая выхлопную трубу и расширитель; 10 – сливной краник; II – газовое реле; 12 – бак трансформатора

Читайте также:  Защита от молнии в частном доме

Если принять перепад температур в 100-110°С, то полезный объем расширителя должен быть 7-8%, а полный объем – 8-9% объема масла в трансформаторе.

На расширителе есть маслоуказателъ в виде стеклянной трубки или прибора с круглой шкалой, кинематически связанный с поплавком внутри расширителя.

В любом случае на маслоуказателе нанесены три черты, соответствующие уровням масла при температурах -35°; +15°; +35°С.

Азотная защита трансформаторного масла

Трансформатор герметизирован полностью. Воздух заменен сухим азотом. Избыточный азот при расширении масла вытесняется в эластичную емкость (рис.4).

Объем емкости для расширения азота выбирается из расчета

(м3),

где (т) – масса масла в трансформаторе.

Рис.4. Азотная защита трансформатора: А – азот, 1-бак трансформатора, 2 – газовое реле, 3 – расширитель, 4 – термосифонный осушитель, 5- запорный вентиль, 6 – емкость для эластичного мешка с азотом

Со временем масло насыщается азотом. Это не безвредно для изоляции трансформатора: при нагревании выделяются пузырьки азота, которые могут сильно ухудшить диэлектрическую прочность изоляции.

Пленочная защита трансформаторного масла

Наиболее совершенной является пленочная защита масла трансформатора. Расширитель изготавливается разъемным. Он наполняется маслом точно до разъема и накрывается маслостойкой пластиковой пленкой. Пленка собрана в складки., .При расширении масла пленка надувается пузырем, но с каким-либо газом масло в соприкосновение не приходит, и его качество (дегазованность) сохраняется полностью (рис.5).

Рис.5. Пленочная зашита трансформаторного масла: Кр. Тр-ра – крышка трансформатора; ГР -газовое реле; Р -расширитель; М – масло; В – воздух; П – пленка, разделяющая масло и воздух

Рис.5. Термосифоны для сушки масла трансформатора: а – установка термосифона, б-г – конструкции термосифонов на 10 – 200 кг адсорбента силикагеля. I – бак трансформатора; 2 – расширитель; 3 – газовое реле; 4 – термосифонный фильтр; 5 – воздухоосушителъ на. дыхательной трубке

Защита масла от увлажнения выполняется посредством термосифонных фильтров ТСФ (рис.5). ТСФ – это сосуд, наполненный адсорбентом – обычно силикагелем или алюмогелем – веществом, впитывающим в свои поры влагу, но не вступающим с ним в химическую реакцию. Когда силикагель насытится водой, его заменяют на свежий, а влажный сушат при 400-500°С.

В адсорбент добавляется 3% хлористого кобальта. Его нормальный цвет – голубой. При насыщении силикагеля влагой индикатор становится розовым. За цветом индикатора можно наблюдать через окно ТСФ.
Количество адсорбента – около 1% масла в трансформаторе. Для мощных трансформаторов – 0,75%.

Масло циркулирует через ТСФ естественным путем: горячее масло поступает сверху ТСФ и, остывая, опускается вниз, отдавая по пути влагу силикагелю.

6. Защита трансформаторного масла от окисления

Одним из врагов масла является кислород. Он разлагает масло и окисляет его. Продукты окисления ухудшают диэлектрические свойства масла.

Для защиты масла применяются антиокислителъные присадки. Применяется присадка 2,6-дитретичный бутилпаракрезол (ДБПК). Хорошие результаты даст пирамидон в количестве 0,32% массы масла. Срок службы масла увеличивается до 4-5 лет.

Пленочная защита трансформаторного масла

Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств

Состояние отечественной электроэнергетики в последние 15 лет характеризуется стремительным ростом количества и мощности потребителей электроэнергии, который значительно опережает замедленное развитие генерирующего оборудования и электрических сетей.

В условиях нехватки генерирующих мощностей, наличия изношенного оборудования электростанций и подстанций, плачевного состояния магистральных и распределительных электросетей электросетевые компании фактически ведут борьбу за выживание. В ряде случаев объекты электросетевого хозяйства просто становятся бесхозными (например, в зоне ответственности ОАО «МРСК Северо-Запада» в 2009 г. выявлено 1656 таких объектов — воздушных и кабельных линий электропередачи 0,4 и 10 кВ, а также комплектных трансформаторных подстанций). Необходимого запаса в 10–15 % мощностей для устойчивой работы энергосистем уже нет, а существующий минимальный резерв может быть исчерпан в ближайшие годы («Энергетика и промышленность России». 2006. № 6, 2009. № 19).

В период экстенсивного развития электрических сетей, начатого в 60-е годы прошлого века, главное внимание уделялось упрощенным решениям, таким как ввод однотрансформаторных подстанций, организация их одностороннего питания, сооружение ВЛ на механически непрочных деревянных опорах, применение упрощенных и ненадежных механических устройств релейной защиты и автоматики и т. д. В результате в 80-е годы была достигнута высокая плотность электрических сетей с упрощенными, недостаточно надежными элементами и экономически все менее эффективными и морально устаревшими основными фондами.

С другой стороны, если ранее (до создания РАО «ЕЭС России») при проектировании электрических сетей и решении вопросов надежности и экономичности их работы за основу брались технические данные об установленной (трансформаторной) мощности и единовременных нагрузках источников и приемников электроэнергии, длине линии электропередачи, объемах и потерях вырабатываемой и потребляемой электроэнергии, износе оборудования и т. п., то в период деятельности холдинга основными факторами стали размеры инвестиционных вливаний в энергетику, биржевые котировки акций энергопредприятий и другие чисто коммерческие показатели.

В настоящее время стало очевидным, что такой подход к решению проблем в электроэнергетической отрасли не только себя не оправдал, но, помимо все большего износа энергетического оборудования, привел к широкомасштабным авариям, массовым хищениям электроэнергии, введению несуразно большой платы за технологическое присоединение к электрическим сетям и к ряду других негативных явлений.

Чем больше потребителей электрической энергии подключаются к сетям энергоснабжающих организаций, тем больше увеличивается дефицит мощности генерирующего оборудования. В условиях такого дефицита мощности присоединение потребителей к электросетям возможно только при строительстве новых или модернизации существующих генерирующих источников. Для этого нужны огромные средства. Поэтому с целью ликвидации дефицита мощности для потребителей электрической энергии была введена непомерно высокая плата за подключение к электросетям. Это, в свою очередь, вызвало масштабный рост хищений электроэнергии и, соответственно, привело к очередному витку увеличения дефицита мощности из-за неучтенных нагрузок.

Высокий физический и моральный износ электрооборудования, отсутствие новых научно-исследовательских и конструкторских разработок в области оборудования электростанций, подстанций и электрических сетей, в том числе средств релейной защиты, автоматики и микропроцессорной техники вызывают справедливые нарекания со стороны обслуживающего оперативного и оперативно-ремонтного персонала энергетических предприятий.

В этих условиях особую роль приобретают вопросы улучшения организации и повышения качества технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования, которым и посвящена настоящая книга.

Большой вклад в систематизацию вопросов эксплуатации оборудования электрических подстанций внесли ведущие отечественные специалисты в этой области А. А. Филатов, А. В. Белецкий и другие.

Книги А. А. Филатова [21–24] до сих пор являются настольным учебно-производственным пособием для оперативного и оперативно-ремонтного персонала подстанций и распределительных устройств высокого напряжения. Именно поэтому при формировании структуры и содержания данной книги использованы материалы указанных выше трудов А. А. Филатова. Вместе с тем, с учетом требований новых и переработанных нормативно-технических документов в области технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования, выпущенных в последние годы (в частности, правил технической эксплуатации, правил устройства электроустановок и др.), в книгу включен обширный дополнительный материал, составивший ряд новых глав и разделов.

Книга состоит из введения, тринадцати глав, перечня принятых сокращений и списка литературы.

В главе 1 приведены общие требования к организации работ по техническому обслуживанию электрических подстанций и распределительных устройств; рассмотрены структура и система организации электроэнергетической отрасли, структура оперативно-диспетчерского управления; дана классификация понятий и описана нормативно-техническая документация по эксплуатации электрических подстанций и распределительных устройств.

Глава 2 посвящена собственно вопросам эксплуатации оборудования подстанций, главным образом, силовых трансформаторов и автотрансформаторов.

В главах 3–8 рассмотрены особенности технического обслуживания синхронных компенсаторов, масляных и воздушных выключателей, разъединителей, отделителей и короткозамыкателей, измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, конденсаторов связи, разрядников, ограничителей перенапряжения, реакторов и кабелей, элементов распределительных устройств, цепей оперативного тока и устройств релейной защиты и автоматики.

В главе 9 описаны методы и порядок выполнения фазировки в электрических сетях.

В главе 10 изложены порядок и последовательность выполнения оперативных переключений на подстанциях.

Глава 11 посвящена вопросам предупреждения и устранения аварийных ситуаций в электрических сетях, порядку организации работ при ликвидации аварий, анализу причин возникновения аварийных ситуаций, а также действиям персонала при аварийном отключении оборудования подстанций и электрических сетей.

В главе 12 дан перечень необходимой оперативной документации.

В главе 13 изложены принципы организации работы с персоналом энергетических предприятий, регламентированные действующими правилами и нормами.

Книга адресована административно-техническому, оперативному и оперативно-ремонтному персоналу энергетических предприятий, связанному с организацией и выполнением работ по техническому обслуживанию, ремонту, наладке и испытанию оборудования электрических подстанций и распределительных устройств.

Глава 1. Общие требования к организации работ по техническому обслуживанию электрических подстанций и распределительных устройств

1.1. Структура электроэнергетической отрасли

Электроэнергетика является важнейшей фундаментальной отраслью народного хозяйства, обеспечивающей нормальную деятельность всех других отраслей экономики, функционирование социальных структур и необходимые условия жизни населения.

Согласно ГОСТ 19431—84 электроэнергетика представляет собой раздел энергетики, обеспечивающий электрификацию страны на основе рационального расширения производства и использования электрической энергии.

Энергетическая система (энергосистема) — это совокупность электрических станций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и тепла при общем управлении этой системой (ГОСТ 21027-75).

Трансформаторное масло

Изучение способов ухода за маслом.

2. Программа работы

1. Изучить процесс загрязнения трансформаторного масла

2. Изучить способы ухода за маслом

3. Краткий теоретический курс

Масло в трансформаторах исполь­зуется в качестве охлаждающей среды и изоляции. Оно отводит тепло от проводов обмоток. При этом важное значение имеет вязкость масла, изменяющаяся в зависимости от температуры. При положительной температуре масло ме­нее вязко, при отрицательной вяз­кость возрастает, причем весьма, не­равномерно для масел различных ма­рок. Высокая вязкость ухудшает прокачиваемость масла, затрудняет работу механизмов систем охлаждения. В свя­зи с этим в эксплуатации вязкость масла нормируется. Она проверяется у свежих сухих трансформаторных ма­сел перед заливкой в оборудование.

В процессе эксплуатации масло за­грязняется, увлажняется, в нем на­капливаются продукты окисления, при этом масло теряет свои химические и электрофизические свойства, проис­ходит необратимый процесс его ста­рения. Продукты старения в виде шла­ма накапливаются на активных частях трансформатора, что затрудняет от­вод тепла. Масло стареет за счет со­вместного воздействия на него кисло­рода воздуха и электрического поля. Активность кислорода усиливается в присутствии влаги, попадающей извне. Окислению способствуют высокие ра­бочие температуры, солнечный свет, присутствие растворимых в масле солей металлов (особенно меди и желе­за), являющихся катализаторами окис­ления. При наличии электрического поля в масле накапливается больше влаги, чем в тех же условиях, но при отсутствии электрического поля. Кап­ли воды, и частицы загрязнений рас­полагаются в электрическом поле вдоль его силовых линий, что приводит к резкому снижению электрической проч­ности масла.

Читайте также:  Назначение и принцип действия защитного заземления

В связи с указанным за состоянием трансформаторных масел ведется си­стематический контроль.

Отбор проб масла.Качество масла проверяется путем периодического от­бора проб и их лабораторного анализа. В зависимости от объема испытаний анализы масла делят на полный и сокращенный. Кроме того, масло ис­пытывают на электрическую проч­ность; в состав испытания входят оп­ределение пробивного напряжения, влагосодержания и визуальное определе­ние механических примесей. Если при лабораторном анализе будут обнару­жены более низкие показатели качест­ва масла по сравнению с установлен­ными нормами, принимаются меры по восстановлению утерянных маслом свойств очисткой, осушкой и регене­рацией.

Очистка и осушка масла.Масло очищается от механических примесей и влаги центрифугированием и фильт­рованием через бумажные фильтры. Высокой степени очистки добиваются использованием центрифуги в комби­нации с фильтр-прессом.

В последнее время получил распро­странение способ осушки масла при помощи цеолитов. По составу цеолиты являются водными алюмосиликатами кальция или натрия. Они содержат ог­ромное количество пор, имеющих раз­меры молекул. При фильтровании мас­ла через слой высушенного цеолита находящаяся в масле влага проникает в поры и удерживается в них.

Регенерация— это восстановление окисленного масла или, точнее, удале­ние из него продуктов старения. На практике обычно сталкиваются с реге­нерацией эксплуатационных масел с кислотным числом, не превышающим 0,3—0,4 мг КОН/г масла. В условиях эксплуатации для регенерации применя­ются различного рода адсорбенты. Вос­станавливающие свойства адсорбентов основаны на способности осаждать на их поверхности продукты старения, при этом никакой химической реак­ции не происходит. Между молекула­ми адсорбента и адсорбируемого ве­щества действуют силы межмолекуляр­ного притяжения. Применяются адсорбенты естествен­ного и искусственного .происхожде­ния. Из числа естественных чаще дру­гих используется отбеливающая зем­ля “зикеевская опока”, из искусствен­ных — силикагель (крупнопористый марки КСК и мелкопористый КСМ). Значительно реже применяется актив­ный оксид алюминия, обладающий высокой адсорбционной способностью по отношению к кислым продуктам старения масла.

Предохранение масла от увлажне­ния и окисления. Выше были рассмот­рены способы поддержания электричес­кой прочности и основных химических показателей масла в пределах уста­новленных норм путем периодической очистки и осушки. Наряду с этим применяются специальные устройства защиты масла в трансформаторах в процессе эксплуатации.

Расширитель трансфор­матора помимо основной функ­ции — компенсировать изменение объе­ма масла в масляной системе трансфор­матора вследствие колебаний темпера­туры — позволяет также уменьшить площадь открытой поверхности масла, соприкасающейся с воздухом, что в ко­нечном счете снижает степень окисле­ния, увлажнения и загрязнения масла. Влага и механические примеси, попа­дая в расширитель из воздуха, осаж­даются в его нижней части, откуда лег­ко удаляются при ремонтах.

Воздухоочистительные фильтры (рис. 5.1) устанавливают на опускных (дыхательных) трубах расширителей. В нижней части фильтра размещается масляный затвор 6, работающий по принципу сообщающихся сосудов. Он очищает проходящий через него воздух от механических приме­сей и, кроме того, устраняет прямой контакт масла в расширителе с окру­жающей атмосферой. Корпус фильтра заполняется силикагелем 5, осаждаю­щим на своей поверхности частицы воды, содержащиеся в воздухе. Воз­дух проходит через фильтр при следую­щих обстоятельствах. С понижением температуры трансформатора объем масла в нем уменьшается. В расширите­ле создается разрежение. Соотношение уровней масла в затворе изменяется. Когда уровень масла во внешней по­лости затвора упадет настолько, что обнажится край затворного цилинд­ра, порция атмосферного воздуха про­рвется через затвор, пройдет через поглотитель влаги и попадет в расши­ритель. При нагревании трансформато­ра, когда масло начнет оказывать дав­ление на воздушную подушку, в рас­ширителе процесс произойдет в обрат­ном направлении. Затворы рекоменду­ется заполнять маслом АМГ-10, а в се­верных районах страны морозостой­ким маслом МВП.

1— дыхательная трубка трансформатора;2 стенка бака; 3 – соединительная гайка; 4 — смотровое окно патрона с индикаторным силикагелем; 5 – зерна силикагеля; 6 – масляный затвор; 7 – указатель уровня масла в затворе.

Рис. 5.3.Воздухоочистительный фильтр трансформа­тора;

В воздухоочистительных фильтрах применяют силикагель марки КСМ или КСК. Перед зарядкой воздухо­очистительного фильтра силикагель просушивают при температуре 140— 150 °С в течение 8 ч. Для повышения влагопоглощаемости основная масса силикагеля пропитывается хлористым кальцием, а индикаторный силика­гель — еще и хлористым кобальтом для придания ему голубой окраски.

Влагопоглощаемость белого сили­кагеля, обработанного хлористым каль­цием, больше, чем индикаторного. По­этому индикаторный силикагель берет­ся в небольшом количестве и разме­щается напротив смотрового окна 4. Воздухо-осушающая способность филь­тра определяется визуально по изме­нению цвета индикаторного силикагеля из голубого в розовый. Розовый цвет даже нескольких зерен индикаторного силикагеля свидетельствует об его ув­лажнении и необходимости замены все­го силикагеля. Средний срок службы силикагеля в воздухоочистительных фильтрах зависит от объема масла в трансформаторе и колеблется в диа­пазоне 1—2 лет. Замена масла в масляных затворах производится через 2-3 года.

Адсорбционные и термосифонные фильтры получили распространение для непрерывной регенерации масла в трансформаторах в процессе эксплуата­ции. Их выполняют в виде металличес­ких цилиндров, заполненных сорбен­том, поглощающим продукты окисле­ния и влагу из циркулирующего через них масла. Адсорбционные фильтры применяют в системах охлаждения ДЦ и Ц, где обеспечивается принудитель­ная прокачка масла через фильтры, термосифонные фильтры — на транс­форматорах с системами охлаждения М и Д. Масло в термосифонных фильт­рах перемещается сверху вниз вследст­вие разности плотностей нагретого и охлажденного масла.

Сорбентом в фильтрах служит силикагель КСК или активный оксид алю­миния, которые предварительно долж­ны быть хорошо просушены. Фильтры подключают к трансформаторам со све­жим маслом. Очередную замену сор­бента производят после того, как кис­лотное число превысит 0,1—0,12 мг КОН/г масла.

Азотная защитаустраняет контакт масла в расширителе трансформатора с атмосферным воздухом, предотвра­щая тем самым загрязнение и окисле­ние масла. Среди многих известных систем азотной защиты чаще встречается система низкого давления (дав­ление азота не более 3 кПа) с примене­нием эластичной емкости.

На подстанциях с двумя и более трансформаторами применяется групповая азотная защита с пита­нием от одного эластичного резервуа­ра. Все элементы и узлы газовой систе­мы трансформаторов тщательно уплот­няются, проходят опрессовку азотом при давлении 50 кПа. Масло в транс­форматоре должно быть нейтральным, сухим, дегазированным и азотирован­ным. Дегазация масла производится под вакуумом на специальных уста­новках, насыщение азотом — про­дувками. При трех-четырех продув­ках кислород в масле практически полностью замещается азотом. Содер­жание кислорода в газовом простран­стве расширителя должно быть не бо­лее 1 %. При большем содержании кис­лорода азотная защита масла неэффективна.

Обслуживание азотной защиты. При осмотре устройства проверяют уровень масла в расширите­ле трансформатора, наполнение эластич­ных резервуаров азотом, цвет силикагеля в осушителе. Если объем эластич­ных резервуаров мал и не соответствует уровню масла в расширителе, прове­ряют внешнее состояние эластичных резервуаров и герметичность соедине­ний всей газовой системы.

Пленочная защитаоснована на гер­метизации масла трансформатора подвижной пленкой, помещаемой в рас­ширителе трансформатора и изолирую­щей масло в расширителе от сопри­косновения с атмосферным воздухом. Конструктивно пленочная защита вы­полняется в виде эластичного компен­сатора, способного изменять свой объ­ем при всех температурных колебаниях объема масла в трансформаторе, или в виде эластичной мембраны, плаваю­щей на поверхности масла и свободно изгибающейся при изменениях объема масла в расширителе. В обоих случаях в надмасляном пространстве трансфор­матора сохраняется нормальное атмо­сферное давление.

Уровень масла в расширителе опре­деляется по стрелочному указателю (специальной конструкции), рычаг ко­торого опирается на поверхность плен­ки. Трансформатор с пленочной защи­той заполняется дегазированным мас­лом. Необходим периодический кон­троль газосодержания масла.

К недостаткам пленочной защиты относят сложность размещения и гер­метизации эластичных пленок внутри расширителя, а также невозможность повседневного визуального контроля за их исправностью. Герметичность пленки проверяется при ремонте транс­форматора. Внеочередная проверка ее состояния должна проводиться в слу­чае срабатывания газовой защиты транс­форматора.

Присадки, увеличивающие срок службы трансформаторного масла. Све­жее нормально очищенное масло со­держит смолы, являющиеся естествен­ными антиокислителями, защищающи­ми масло от окисления в начальный период. Повышение стабильности ре­генерированных масел в эксплуатации достигается применением специальных присадок, тормозящих процесс окис­ления.

В зависимости от механизма дейст­вия присадки относят к следующим группам:

1) ингибиторы — антиокислители;

2) деактиваторы — вещества, уменьшающие каталитическое действие растворимых в масле соединений, содержащих металлы;

3) пассиваторы — вещества, обра­зующие на металле пленку, предохра­няющую масло от каталитического действия металлов.

Широкое применение нашли такие присадки, как ионол, антраниловая кислота и др. Ионол — типичный ин­гибитор. Будучи введенным в масло в количестве 0,2 % массы масла, он эффективно замедляет образование осадка в хорошо очищенных маслах, тормозит рост tg δ.

Антраниловая кислота — присадка, обладающая многофункциональным действием. Это сильный деактиватор и пассиватор, но слабый ингибитор. При введении в масло антраниловой кислоты (0,02—0,05%) коррозия ме­ди и железа практически прекраща­ется.

Эффективно одновременное приме­нение ионола и антраниловой кислоты.

Доливку масла в трансформаторы, залитые маслом с присадками, про­изводят таким же маслом, которое было залито первоначально.

Не допускается смешение масел из нефтей различных месторождений без проверки влияния на них присадок.

4. Порядок выполнения работы

1. Описать способ отбора проб масла

2. Описать способы очистки и сушки масла

3. Рассмотреть различные виды защит

Выводы

1. Каким образом происходит отбор проб масла.

2. Очистка и осушка масла.

3. Объяснить процесс регенерации.

4. Объяснить схему цеолитовой установки.

5. Пояснить схему установки для генерации масла в трансформаторе находящемся в работе.

6. Предохранение масла от увлажнения.

7. Адсорбционные и термосифонные фильтры.

8. Азотная защита.

9. Пленочная защита.

10. Присадки, увеличивающие срок службы трансформаторного масла.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9180 – | 7320 – или читать все.

95.47.253.202 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Читайте далее:
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector