Сушка трансформаторного масла различными способами

Сушка трансформаторного масла

Очистка и сушка трансформаторного масла

От качества трансформаторного масла зависят надежность и длительность работы трансформатора. Сравнив пробивную прочность масла при выпуске трансформатора с завода со значениями, полученными перед включением его в работу, можно определить степень увлажненности трансформатора.

Важное значение имеют и другие характеристики масла. Снижение температуры вспышки и увеличение кислотного числа указывают на разложение масла в результате чрезмерного местного нагрева трансформатора. Постоянное окисление масла обусловливается повышенной температурой (до 80 — 90 °С) трансформатора при эксплуатации, воздействием прямых солнечных лучей, химических веществ, входящих в лаковую изоляцию, влаги и металлов (особенно меди).

Вода, не только снижает электрическую прочность масла, но и ускоряет процессы его окисления и разрушения изоляции, особенно хлопчатобумажной.

Трансформаторное масло должно удовлетворять ряду требований: хорошо отводить тепло от нагретых частей трансформатора, иметь высокие теплоемкость и теплопроводность, а также малую вязкость; не содержать кислот серы, поскольку даже небольшое количество этих веществ действует разрушающе на изоляцию обмоток; обладать высокой электрической прочностью, т.е. не содержать воды, которая резко ее снижает. Температура воспламенения масла должна быть значительно выше рабочей температуры трансформатора (обычно 180 °С).

Трансформаторное масло подвержено старению, т. е. со временем изоляционные свойства масла ухудшаются, поэтому его периодически необходимо очищать от посторонних веществ, а через определенное время менять.

Образуемые при старении твердые смолообразные примеси могут быть не растворимыми и растворимыми в горячем масле. Выпадая в виде осадка на обмотках и других частях трансформатора, они затрудняют теплоотвод от нагретых частей, а растворяясь в масле, значительно ухудшают его электрическую прочность. В процессе старения масла в нем также образуются кислоты и влага, которые резко снижают уровень изоляции в трансформаторах.

Применяют три метода испытания трансформаторного масла: полный химический анализ, сокращенный анализ и определение только электрической прочности.

Трансформаторное масло, имеющееся у предприятия-заказчика и предназначенное для заливки или доливки в трансформатор, подвергают полному химическому анализу, а масло из баков трансформаторов, прибывающих с завода-изготовителя, — сокращенному. Масло, не отвечающее нормам при испытании на пробой, подвергают сушке.

Перед включением трансформатора под напряжение из бака вновь отбирают пробу масла для сокращенного анализа, заключающегося в определении электрической прочности, температуры вспышки, кислотного числа и реакции водной вытяжки или содержания взвешенного угля и механических примесей.

Полный анализ проводится по всем показателям в соответствии ГОСТ 10121-76.

Для отбора проб масла в трансформаторах предусмотрены соответствующие краны и пробки.

Пробу необходимо отбирать с большей тщательностью, так как грязь, волокна, пыль и влага, попавшие при этом в масло, могут привести к искажению результатов измерения и неправильному заключению о его состоянии.

Условия отбора проб масла из трансформаторов приведены в табл. 1.

С целью удаления вредных примесей и влаги масло подвергают очистке и сушке с помощью центрифуги (сепаратора) и фильтр-пресса. Характеристики способов и операций по очистке и сушке масла приведены в табл. 2.

Барабан сепаратора, предназначенный для пурификации, имеет верхнюю тарелку с горловиной и нижнюю тарелку с подводящими отверстиями, а барабан сепаратора, предназначенный для классификации, — верхнюю тарелку без горловины и нижнюю тарелку без подводящих отверстий, при этом производительность последнего в среднем на 25 — 30% выше, а следовательно, он имеет преимущественное применение при очистке трансформаторного масла.

При механической очистке масла (центрифугами и фильтр-прессами) удаляются продукты, находящиеся в масле только в нерастворенном виде — вода, уголь, механические примеси. Воздух же, находящийся в масле, ускоряет процесс его старения, поэтому лучше применять вакуумные центрифуги.

Рекомендации по выбору маслоочистительного аппарата и температуры подогрева масла в зависимости от наличия в нем примесей приведены в табл. 3.

Очистку масла, содержащего значительное количество влаги (сырого), следует вести сначала способом пурификации, а затем способом классификации или фильтр-прессом. При последовательном включении центрифуги и фильтр-пресса температура входящего масла указывается для центрифуги.

Для сушки масла в монтажных условиях применяют передвижные мастерские на базе автоприцепа, укомплектованные сепаратором и другим необходимым оборудованием.

Сушка и очистка масла центрифугой или фильтр-прессом — длительный и трудоемкий процесс, например сушка емкости с маслом в 45 — 50 т затягивается до семи суток.

Необходимость в сушке трансформатора может возникнуть только при нарушенных правилах его транспортирования, хранения и монтажа.

Источник

Способы очистки и сушки трансформаторного масла

Трансформаторы и дросселя большой мощности помещаются для лучшего охлаждения в бак с трансформаторным маслом. Но во время работы оно меняет свои диэлектрические свойства и становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. В этом случае необходима замена или очистка и полная сушка трансформаторного масла.

Преимущества восстановления трансформаторного масла

Основным преимуществом процесса регенерации масла является его более низкая цена. Даже с учетом использования реактивов это обходится намного дешевле, чем замена. Поэтому, несмотря на то что восстановленное масло имеет худшие параметры и меньший срок службы, чем новое, в некоторых случаях вместо замены проводится процесс регенерации.

Обработка производится в четырех направлениях:

• сушка от излишков воды;
• удаление растворенных газов;
• фильтрация взвешенных твердых частиц;
• восстановление физико-химических параметров.

Весь комплекс называется регенерацией. Сам процесс очистки производится на месте установки трансформатора:

• очистительная установка подключается к нижней части масляного бака;
• масло поступает в очистительный аппарат, где проходит весь необходимый цикл обработки;
• очищенное масло возвращается в трансформатор через расширительный бачок.

Процесс продолжается до тех пор, пока физические и химические параметры жидкости в баке не будут соответствовать допустимым параметрам.

Важно! При очистке удаляется только растворенные и взвешенные, в виде суспензии примеси. Грязь, осевшая на дне и обмотках, остается на месте.

Способы очистки масла

Очистка производится в специальных установках, нагревающих очищаемую жидкость. При нагреве повышается растворимость загрязнений и примеси, осевшие на дне трансформатора, переходят в растворенное и взвешенное состояние. Обработка производится разными методами.

Физические методы

Этими способами удаляются:

• взвешенная грязь;
• лишняя вода;
• растворенные газы;
• смолистые и коксообразные примеси.

Самым простым способом физической обработки является отстаивание. При этом отделяются твердые примеси и вода.

Этот метод используется как самостоятельный, так и промежуточный. Недостатком является большая продолжительность процесса и удаление твердых частиц только размером больше, чем 50-100мкм.

В более сложных установках используется силовое воздействие на нефтепродукты:

• гравитационное — отстаивание, как предварительная обработка;
• центробежная — обработка жидкостей на центрифуге и отделение загрязнений при помощи центробежных сил;
• обработка электрическими и магнитными полями;
• фильтрование под давлением;
• вакуумные сушка и дегазация.

Физико-химические способы

Это распространенные методы обработки нефтепродуктов. К ним относятся:

• Коагуляция. Это слипание мелких взвешенных частиц в более крупные образования, после чего их легче отфильтровать, а процесс отстаивания происходит быстрее. Производится коагуляция при помощи электролитов, ПАВ и других веществ. Длительность процесса составляет 20-30 минут.
• Адсорбция. Это удержание бокситами, цеолитами, силикагелем и другими веществами загрязнений. Недостатком адсорбционной очистки является необходимость утилизации адсорбентов.

• Селективный способ. Этот вид обработки растворяет отдельные примеси. В качестве растворителя используются фенол, нитробензол, ацетон и другие растворители.
• Ионно-обменный метод. Выполняется при помощи ионно-обменных смол (ионитов), поглощающих примеси, такие как кислота и другие, распадающиеся в растворенном виде на ионы.

Информация! Ионообменным способом нельзя удалить смолы.

Химические методы регенерации

При использовании этого способа очистки происходит химическая реакция между загрязнением и химреагентами. Образующиеся после завершения процесса вещества являются легко удаляемыми фильтрованием и другими способами:

• Сернокислотная очистка. Это обработка нефтепродукта концентрированной серной кислотой. Недостатком является образование кислого гудрона и соединений хлора.
• Гидроочистка. Экологически чистый способ обработки водородом при высоких давлении и температуре.
• Щелочная очистка. Нефтепродукты обрабатываются гидроокисью и карбонатом натрия. Эти реактивы обмыливают нафтеновые, ди- и оксикарбоновые кислоты, которые удаляются после обработки.

Методы удаления влаги

Кроме очистки от растворенных и твердых загрязнений при превышении допустимого количества влаги производится ее удаление различными способами:

• Центрифуга. Вода и твердые загрязнения тяжелее масла и при обработке в этом аппарате происходит разделение жидкости на фракции.
• Термовакуумная сушка. Основана на снижении температуры кипения воды при пониженном давлении.
• Ультразвуковая кавитация. В масло помещается ультразвуковой вибратор. Под его воздействием образовываются пузырьки, в которых собирается растворенные вода и газы. Эти пузырьки всплывают вверх и удаляются вместе с примесями.

Виды установок очистки и сушки масла

В зависимости от видов загрязнений и конкретных условий для регенерации применяются различные установки:

• центрифуги — удаляют воду и твердые примеси;
• фильтрование через фильтровальную бумагу или другие пористые материалы — так же очищают от влаги и механических загрязнений.
• установки для сушки методом пропускания нефтепродуктов через цеолитовый фильтр;
• аппараты для химической очистки масла, имеющего кислую реакцию;
• удаление растворенных газов производится в дегазационных установках путем нагрева и вакуумирования.

Каждый вид обработки имеет достоинства и недостатки по сравнению с другими способами восстановления. Поэтому выбор метода и установки для ее реализации определяется прежде всего экономической целесообразностью его использования.

Источник

Описание методов сушки трансформаторов, виды установок и схема подключения

В производстве сушка силовых трансформаторов является одним из важнейших этапов технологического процесса. Для удаления влаги используется ряд методов, каждый из которых имеет свои особенности. Статья расскажет о необходимости, методах и нюансах сушки трансформаторов во время их эксплуатации и монтажа.

Необходимость сушки силовых трансформаторов

В ряде случаев трансформаторы вводят в эксплуатацию без сушки. Это возможно при условии, что правила транспортировки и хранения устройства не были нарушены. Однако порой во время перевозки и использования трансформаторов не создаются надлежащие условия.

Когда нет оснований полагать, что ГОСТ не соблюден, специалисты проводят контрольную подсушку устройства. Глубокая сушка не требуется, поэтому механизм в течение суток прогревают в масле. Контрольная просушка уместна, когда активная часть трансформатора не находилась на открытом воздухе дольше положенного, что позволило бы внешним условиям отразиться на изоляции.

При нарушении правил хранения изоляционные обмотки устройства соприкасаются с влагой. Это может происходить из-за влажного воздуха, резких перепадов температур, приводящих к отпотеванию и процессов окисления в масле. Воздействие жидкости губительно сказывается на работе трансформатора: его изоляция теряет значительную часть электрической прочности.

Для сравнения, хорошо высушенный картон будет обладать гораздо большей электрической прочностью, нежели бумага, не подвергшаяся сушке. Разница составит порядка 20-25 раз.

Основные методы

Существует широкий ряд методов сушки силовых трансформаторов, которые часто используют специалисты. Рассмотрим каждый из них подробно.

Индукционный нагрев

Индукционный метод сушки получил широкое распространение благодаря хорошей результативности. В основе способа лежит нагревание активной части, находящейся в баке, теплом, образованным вихревым током. На бак наматывают специальную намагниченную обмотку, которая и является источником индукции.

1. Используется абсолютно сухой бак, отверстия в котором уплотняются.
2. Стенки бака утепляют стеклотканью.
3. В разных точках активной части размещают термопары и терморезисторы.
4. Устанавливают термометры под изоляцией.
5. Наматывают индукционную обмотку на бак.

Убедившись в правильной работе вакуумной системы, включают печи, нагревающие дно бака. Далее в ход идут насосы, которые подсасывают горячий воздух. Процесс сушки постоянно контролируется, ведутся записи показателей термометра и вакуумметра.

Токами короткого замыкания

При использовании метода КЗ нагрев идет за счет потерь тепла. Они происходят в обмотках, в проводниках обмоток, в активной стали магнитопровода. Метод заключается в том, что обмотку трансформатора, которая имеет меньшее напряжение, накоротко замыкают на зажимах вводов. Другая при этом питается источником тока. Это переменный ток промышленной частоты.

Постоянным током

Метод основан на пропускании тока, приближенного к номинальному значению, через обмотки устройства. В процессе, как правило, используются обмотки, обладающие средним и высоким напряжением.

Части, не участвующие в пропускании тока закорачивают и заземляют. К ним относится бак и другие обмотки, которые не связаны с прогреваемыми посредством электричества.

Токами нулевой последовательности

Если речь идет о трансформаторе с небольшой мощностью – 400 кВА – применяется сушка токами нулевой последовательности. Вторичные обмотки устройства необходимо подключить к сети по соответствующей схеме.

Процесс требует соблюдения мер предосторожности, ведь обмотка, обладающая высшим напряжением, разомкнута.

Теплота при этом выделяется благодаря воздействию совпадающих по фазе магнитных потоков, которые одинаковы по величине. Способ считается простым, однако он неосуществим, если вторичные обмотки соединяются в треугольник.

Перед тем, как начать сушку, нужно поставить активную часть под напряжение, которое будет использоваться в процессе. Это нужно сделать для контрольного прогрева длительностью около получаса. Если возникают перегревы конструктивных деталей магнитопровода, нужно устранить их причины и лишь после этого приступать к полноценной сушке.

Циркуляцией масла через электронагреватели

Чтобы удалить губительную влагу из трансформатора, также используют циркуляцию масла. Процесс состоит из следующих шагов:

1. Из нижней части бака удаляют масло.
2. Прогоняют вещество через систему подогрева.
3. Отправляют нагретое масло обратно в бак, но уже в верхнюю часть.

Поток масла движется интенсивно и распределяется пульверизаторами под каждой фазой. Это позволяет равномерно просушить обмотки трансформатора, не допустив перегрева. Горячее вещество подхватывает лишнюю влагу и удаляет ее. После того, как масло сделало свое работу, что происходит довольно быстро, его выпускают и снова заливают в бак под вакуумом.

Нагревом бака инфракрасным излучением

Инфракрасные лучи для нагрева уместно использовать, когда трансформатор обладает мощностью до 1000 кВА. Специальные лампы позволяют преобразовать более 80% подводимой электроэнергии в энергию теплового излучения.

Во время сушки температуру активной части регулярно измеряют. Для этого на ней закрепляют термометры и термопары, причем термопары используются чаще.

В процессе используются лампы типов ЭС-3, ЭС-2 и ЭС-1. Они обладают мощностью 250 и 500Вт при напряжении в 120 и 220В соответственно. Если ламп этих типов нет в наличии, могут использоваться лампы накаливания.

Чтобы поток излучения был направлен на обмотку, применяют отражатели.

Обдувом горячим воздухом

Метод сушки горячим воздухом применяется редко. Однако используемую в процессе воздуходувку применяют и в других методах. Суть сушки состоит в продувании активной части горячим сухим воздухом.

Температура воздуха должна доходить до 100 . Тепло подается на активную часть, тем самым прогревая обмотки трансформатора. Рекомендуется такой расход воздуха, при котором возникает небольшая разница между температурой входящего и выходящего потока.

В камере без вакуума

Воздуходувки используются при сушке в камере без вакуума. Процесс состоит из следующих этапов:

1. Активную часть помещают в камеру.
2. К двум отверстиям камеры подносят воздуходувки.
3. Подают горячий воздух, температура которого не должна превышать 105
4. Внимательно следят за показателями термометра.
5. После нагрева активной части применяют термодиффузию. Она заключается в снижении температур внешней изоляции посредством подачи холодного воздуха.
6. Завершив сушку, проводят ревизию активной части, после чего опускают ее в бак с маслом.

Главную роль в прогреве трансформатора таким способом играет камера, к созданию которой нужно подойти с особым вниманием.

Сооружают камеру из деревянных щитов и рам, хорошо утепляют изнутри. Внутренние стены обшиваются асбестом, поверх которого крепят кровельную сталь. Стыки также утепляют при помощи асбеста.

Важно, чтобы расстояние между стенками камеры и находящейся в ней активной части составляло примерно 200 миллиметров. Сверху должно быть вытяжное отверстие для воздуха.

В стационарном сушильном шкафу

Стационарный сушильный шкаф, использующийся для удаления влаги из основных частей трансформатора, отличается высокой эффективностью и гарантированным качеством результата. Проблема в том, что стоимость шкафа велика, поэтому в ремонте и монтаже трансформаторов эта полезная вещь используется редко. В покупке конструкции будет смысл лишь в том случае, если сушку приходится проводить регулярно.

Применение специальных установок для сушки

Помимо вышеперечисленных методов сушки трансформаторов, для этой же цели используются специальные установки. Например, широко распространено применение масляной мобильной станции (СММ).

Существуют особые технические требования, делающие работу установки эффективной и безопасной:

• напряжение трансформатора должно составлять 110-1150 Кв;
• бак устройства способен выдержать давление 26 Па.

В основе установки – металлический вагон, в котором находятся насосы, вакуумные вентили, холодильный агрегат и другие приспособления, делающие работу механизма эффективной. Чтобы подсоединить СММ к трансформатору, используется гибкий вакуумпровод.

Схема подключения электроосмотической сушки трансформаторов

Не все существующие методы сушки благоприятно отражаются на составных частях трансформатора. К примеру, широко распространенное применение сушильных печей влечет за собой ряд трудностей.

Во-первых, такие печи потребляют огромное количество электроэнергии. Во-вторых, процесс сушки занимает много времени – вплоть до десяти суток. Затраченное на просушку время зависит от размера трансформатора и может увеличиваться.

Помимо всего прочего, сушка при помощи печи негативно сказывается на состоянии устройства. Срок службы трансформатора существенно сокращается за счет того, что высокая температура негативно сказывается на его элементах.

Спасительной технологией для сохранности устройства стало использование принципа электроосмоса. Он основан на движении жидкости сквозь пористые диафрагмы или капилляры посредством наложения внешнего электрического поля. Не допуская нагрева, устройство устраняет влагу, генерируя небольшие электрические импульсы.

При достаточно малом весе устройства (некоторые весят чуть больше килограмма), процесс сушки существенно упрощается.

Источник