Отстой масла в трансформаторе

Инструкция о заливке, доливке и порядке смешения трансформаторного масла

Заливку трансформаторов маслом рекомендуется производить при помощи маслообрабатывающих установок.

Трансформаторы на напряжение до 110 кВ заливают маслом с температурой не менее 10°С без вакуума. Маслоочистительную установку подсоединяют к вентилю, расположенному в нижней части бака трансформатора, воздухоспускные пробки на крышке бака открывают. Бак трансформатора заполняют маслом со скоростью примерно 1,5—3 т/ч для появления масла в отверстиях пробок, закрывают и уплотняют пробки. Если на трансформаторе установлен расширитель, заливку продолжают до достижения отметок в маслоуказателе расширителя. После отстоя в течение не менее 12 ч повторно открывают пробки и выпускают скопившийся под ними воздух.

Трансформаторы на напряжение 150—500 кВ, не имеющие герметичных защит масла, заливают маслом с температурой 40—50°С при наличии остаточного давления в баке трансформатора не более 665 Па. После окончания вакуумирования трансформатора, не останавливая вакуум-насос, через вентиль, расположенный на крышке трансформатора, при помощи маслоочистительной установки в бак трансформатора подают масло со скоростью не более 3 т/ч. Попадая на активную часть, масло разбрызгивается, что способствует удалению из него паров влаги и газа. В течение всего периода заливки в баке необходимо поддерживать соответствующее остаточное давление.

При вакуумной заливке для подачи масла в бак трансформатора не рекомендуется применять фильтр-прессы и центрифуги, имеющие сообщение с окружающим воздухом. Применяемый маслопровод должен быть маслоплотным и выдерживать полный вакуум. Для контроля за уровнем масла в баке трансформатора обычно применяют временные маслоуказатели в виде стеклянных трубок, которые при помощи гибких шлангов соединяют с верхней и нижней частями бака трансформатора.

Более технологичным является метод контроля уровня масла в баке при помощи двух вакуумметров. Один вакуумметр подсоединяют к надмасляному пространству, а другой устанавливают на вентиле внизу бака трансформатора. Высоту столба масла, м, над уровнем установки нижнего вакуумметра можно вычислить по формуле: Н=(р1—р2)/0,9, где р1 и р2 — показания вакуумметров, Па. Для практических расчетов принимают, что плотность масла равна 0,9·103 кг/м3. Вакуумную заливку производят до уровня 150—200 мм от верха крышки бака трансформатора, пока все изоляционные детали активной части не будут покрыты маслом. После этого прекращают подачу масла в бак трансформатора и вакуумируют надмасляное пространство в течение 10 ч. Останавливают вакуум-насос и через воздухоосушитель заполняют надмасляное пространство в баке воздухом. При атмосферном давлении выдерживают активную часть в течение 5 ч.

После вакуумной заливки выполняют доливку трансформатора маслом через имеющийся в расширителе патрубок для доливки масла. Доливку трансформатора до уровня отметок в маслоуказателе расширителя производят без вакуума после монтажа всех заполненных маслом комплектующих узлов (охладителей, выхлопной трубы и пр.) и установки расширителя. После отстоя в течение 12 ч из всех пробок на крышке и комплектующих узлах трансформатора повторно выпускают скопившийся воздух. Таким же образом производится доливка трансформаторов, прибывших на монтажную площадку частично не долитыми маслом, с которых масло в процессе монтажа полностью не сливалось.

Перед вакуумной заливкой трансформаторов, оборудованных пленочной защитой масла, необходимо на крышке бака смонтировать патрубок газового реле с запорным вентилем и другие составные части, для установки которых требуется разгерметизация бака. Заливку производят дегазированным маслом при остаточном давлении в баке. При этом масло в бак трансформатора подают через задвижку, расположенную в нижней части бака, до уровня на 100—200 мм ниже верха крышки бака.

Скорость подачи масла не ограничивается. Надмасляное пространство вакуумируют при соответствующем давлении в течение 2 ч, затем вакуумирование прекращают. После установки расширителя со смонтированной гибкой оболочкой газового реле и соединяющих их патрубков и запорных вентилей расширитель доливают дегазированным маслом до максимально возможного уровня. Открывают вручную отсечный клапан и запорный вентиль, отсекающий газовое реле от расширителя, заполняют соединяющие патрубки маслом, выпуская воздух через воздухоспускной краник реле. Затем открывают запорный вентиль, отсекающий газовое реле от бака трансформатора, и заполняют надмасляное пространство в баке маслом, поступающим из расширителя.

При необходимости производят доливку расширителя маслом. Устанавливают необходимый уровень масла в расширителе, после чего открывают воздухоспускные пробки на баке и комплектующих частях и выпускают оставшийся воздух.

Зачем масло в трансформаторе

Трансформаторное масло обеспечивает хорошие условия для среды гашения дуги. Изоляция сокращает потери меди за счет нагрева, уменьшает шум, создающийся в трансформаторе, приводит к снижению уровня вибрации. Масло не проводит электричество вообще, что наилучшим образом соответствует условиям короткого замыкания

Контроль уровня масла в трансформаторе

Уровень масла должен находиться в пределах допустимых границ и примерно соответствовать температуре окружающей среды с учетом текущей нагрузки на трансформаторе. Также на трансформаторах устанавливаются термометры или датчики температуры, посредством которых осуществляется контроль над температурой верхних слоев масла трансформатора, которая должна соответствовать требованиям, предъявляемым к той или иной системе охлаждения.

Масло постоянно циркулирует внутри бака. Его температура зависит от целого комплекса воздействующих факторов. Поэтому объем его все время изменяется, но поддерживается в определенных границах. Для компенсации объемных отклонений масла служит расширительный бачок. В нем удобно наблюдать текущий уровень.

Для этого используется маслоуказатель. Наиболее простые устройства изготавливают по схеме сообщающихся сосудов с прозрачной стенкой, заранее проградуированной в единицах объема.

Подключения такого маслоуказателя параллельно расширительному баку вполне достаточно для контроля эксплуатационных характеристик. На практике встречаются и другие, отличные от этого принципа работы маслоуказатели.

Температура верхних слоев масла трансформатора

При номинальной нагрузке трансформатора температура верхних слоев масла должна быть не выше (если заводами-изготовителями в заводских инструкциях не оговорены иные температуры):

• у трансформаторов с системой масляного охлаждения с дутьем и принудительной циркуляцией масла (далее — ДЦ) — 75°С, с системами масляного охлаждения (далее — М) и масляного охлаждения с дутьем (далее — Д) — 95°С;
• у трансформаторов с системой масляного охлаждения с принудительной циркуляцией масла через водоохладитель (далее — Ц) температура масла на входе в маслоохладитель должна быть не выше 70°С.

Как стареет трансформаторное масло?

Старение напрямую связано с окислительными процессами в масле. Как только в масло проникает кислород и вода, то оно начинает окисляться вне зависимости от внешних условий.

Кроме того, на изоляционное масло воздействуют появляющиеся загрязнения от твердых материалов трансформатора. Высокая температура + влажность и начинающееся окисление крайне отрицательно действуют по отношению к твердой изоляции.

Пару слов о рабочей температуре.

Трансформаторное масло лучше растворяет воду при высокой, чем при низкой температуре. Если смесь масла с водой охладить, вода уйдет в осадок. Отторгнутая вода будет впитываться в изоляцию, или ее притягивают продукты распада в масле (вода, смешанная с маслом).

Влажность будет распределяться между бумагой и маслом, но непропорционально. Изоляционная бумага поглощает воду из масла и удерживает ее внутри, в местах самого высокого напряжения.

Одним из основных положений в обслуживании трансформатора является ежегодная проверка масла. Анализ масла позволяет судить о состоянии изоляционной системы трансформатора.

Загрязнение формируется в процессе износа трансформатора. Грязь появляется быстрее при сильно загруженном, горячем и при неправильно эксплуатируемом трансформаторе. Грязь увеличивает вязкость масла, и тем самым уменьшает его охлаждающую способность, что ведет к сокращению службы трансформатора.

Трансформаторное масло можно полностью восстановить. Срок использования изоляционного масла при хорошем обслуживании можно продлить неограниченно. Возможность регенерации наихудшего окисленного масла должна рассматриваться относительно высокой стоимости нового масла.

Замена масла (фильтрование, промывка, перезаливка)

Эту процедуру лучше сделать на месте. Трансформатор осушивается от масла. Внутренняя часть промывается горячим нафтеновым или отрегенерированным маслом, чтобы удалить скопление грязи и затем заполнить восстановленным маслом. Загрязненное масло снова регенерируется.

Если промывка загрязненного трансформатора производится только через смотровое отверстие, то очистится приблизительно 10 % от внутренней поверхности. В таких случаях пленка загрязненного масла останется на большой части поверхности обмотки и внутренней поверхности бака трансформатора.

Не забывайте, что до 10 % объема масла в трансформаторе впитается в целлюлозную изоляцию. Оставшееся масло в изоляции и трансформаторе содержит полярные структуры и может разрушить большое количество нового или отрегенерированного масла.

Если верх покрытия убран, приблизительно 60 % поверхности может быть очищено.

Простая замена масла не удаляет всю осадочную грязь, например, как в системе охлаждения и между обмотками. Эти осадочные грязи будут растворяться в новом масле и способствовать процессу окисления.

Регенерация и очищение от грязи на месте

Процесс регенерации масла и очищения от грязи происходит на месте (возможно в баке трансформатора). Масло откачивается с нижней части бака, нагревается, фильтруется, дегазируется и обезвоживается перед тем, как она вернется на верх трансформатора через расширительный бак.

Процесс продолжается до тех пор, пока масло не будет соответствовать стандарту или другим спецификациям. Методика восстановления масла использует метод нагрева, адсорбции и вакуумирования (выделение воды и дегазация). Все обнаруженные утечки должны быть устранены перед обработкой масла.

Разница между регенерацией и очисткой заключается в том, что очистка не может удалять такие вещества как: кислоты, альдегиды, кетоны и т.д., растворенные в масле. Таким образом, очистка не может менять цвет масла от янтарного до желтого. В то время, как регенерация включает в себя также очистку, фильтрацию, и обезвоживание.

Произведенная регенерация и очистка трансформаторного масла на месте дает следующие результаты:

• Влагосодержание в масле понизилось меньше, чем на 10 ppm
• Кислотность понизилась меньше, чем на 0,02 мгм КОН/гр масла
• Пробивное напряжение увеличилось больше, чем на 70 кВт
• Межфазное напряжение увеличилось до 40 дн
• Tgd масла стало равно или меньше, чем 0,003
• Грязи растворились или стали как суспензия в масле, также как и осадочные грязи, и удалены в процессе регенерации
• Стабильность окисления масла восстановилась
• Цвет масла восстановился и стал светло желтым
• Пробивное напряжение твердой изоляции улучшилось
• Несмотря на то, что нормальная регенерация будет удалять грязь, которая растворилась или стала суспензией в масле, она не будет удалять осадочную грязь.

Процесс очистки – это очистка трансформатора горячим маслом, вследствие чего удаляются грязные осадки. Очищение от грязи или вымывание горячим маслом необходимо, когда анализ масла выявляет больше, чем 0,15 мгм КОН/гр и межфазное напряжение меньше чем 24 дн./см.

Очищение от грязи производится с помощью установки для регенерации масла, процесс требует нагревать масло до тех пор пока оно не достигнет точки растворимости грязи в трансформаторе и, в частности в целлюлозной изоляции. Масло тогда играет роль как растворитель для собственных продуктов распада.

Инструкция

Действие инструкции распространяется на случаи применения выше указанных масел на местах монтажа трансформаторов у потребителей, а так же при доливке масел в трансформаторы при ревизиях и осмотрах.

Не бывшими в эксплуатации следует считать масла, поступающие потребителям непосредственно от предприятий-изготовителей или баз хранения масла, а также масла, залитые в трансформаторы на предприятиях-изготовителях, но не бывшие в работе.

Заливку масла в трансформаторы проводят:

• для трансформаторов типа ТМ через верхнюю пробку расширителя. б) для трансформаторов типа ТМЗ через выхлопную трубу расположенную на крышке трансформатора на стороне НН. Доливку трансформатора маслом произвести в такой последовательности:
• через верхнюю пробку расширителя долить в трансформатор масло до уровня, соответствующего температуре масла во время заливки по шкале маслоуказателя. Для доливки можно использовать масло, подвергнутое полному химическому анализу. Перед доливкой масло должно быть проверено пробой;
• ослабить пробку термосифонного фильтра и гайки вводов для выхода воздуха; в) после появления масла в отверстиях пробок последние завернуть до уплотнения. Настоящая инструкция распространяется на случаи смешивания товарных трансформаторных масел, не бывших в эксплуатации, показатели которых соответствуют требованиям по ГОСТ 10121 или равноценное. Пробивное напряжение заливаемого в трансформатор масла должно быть не менее 35 кВ при его определении по ГОСТ 6581.

Источник

Технология и оборудование производства трансформаторов — Заливка маслом и испытание на герметичность, обработка масла

Содержание материала

3. ЗАЛИВКА МАСЛОМ И ИСПЫТАНИЕ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ. ОБРАБОТКА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА. ОБОРУДОВАНИЕ МАСЛООЧИСТИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ
В зависимости от напряжения трансформаторов различают вакуумную и безвакуумную заливку трансформатора маслом. Обычно трансформаторы напряжением до 150 кВ заливают маслом без вакуума, а трансформаторы напряжением более 150 кВ — под вакуумом.
Для безвакуумной заливки трансформатора маслом устанавливают и подсоединяют к баку предохранительную трубу и расширитель, а при вакуумной заливке их подсоединяют к трансформатору после вакуумировки «зеркала» масла, перед доливкой масла.
Безвакуумную заливку производят снизу бака, уровень масла в баке определяют по маслоуказателю на расширителе. Скорость заливки должна быть в пределах 2—6 т/ч. Расширитель заливают маслом обычно на 2/3 высоты маслоуказателя, после чего его поступление в бак прекращают. Однако трансформатор еще не готов к электрическим испытаниям. До предъявления на испытание трансформатор необходимо выдержать в течение определенного времени:

Время выдержки трансформатора, ч

Выдержка трансформатора перед испытаниями необходима для удаления из масла воздуха, который скопился при заливке трансформатора в глухих «карманах» (фланцах вводов ВН, СН и НН, люках на крышке и т. п.). Наличие воздуха — нежелательное явление, так как оно может вызвать электрический пробой вводов, внутренняя полость которых окажется частично не заполненной маслом из-за присутствия воздушной прослойки, либо пробой по поверхности фарфора нижней части ввода ВН на крышку из-за отсутствия масла в какой-то части переходного фланца и будет сокращен путь для возможного электрического разряда, либо пробой с отвода обмоток на бак из-за присутствия воздушной прослойки под крышкой трансформатора. Поэтому перед предъявлением трансформатора на высоковольтные испытания необходимо выпустить воздух через пробки и уплотнить их. Признаком окончания выхода воздуха служит появление масла через отверстие в люке; во избежание попадания масла на бак трансформатора пробку не следует полностью вывинчивать, достаточно отвернуть ее так, чтобы открыть путь по резьбе для выхода воздуха, который под давлением масла будет стремиться выйти из бака.
Тщательным осмотром трансформатора, мест уплотнений фланцевых соединений, кранов, проверкой уровня масла в расширителе заканчиваются работы по третьей сборке для трансформаторов класса напряжения до 150 кВ.
Процесс вакуумной заливки трансформатора маслом состоит из трех этапов: 1) предварительное вакуумирование бака и активной части; 2) заливка масла под вакуумом; 3) вакуумирование «зеркала» масла и активной части. Цель предварительного вакуумирования заключается в удалении воздуха из бака, для чего необходимо выполнить следующее: а) подсоединить шланг от вакуум-линии к крану на верхней части бака; подсоединить вакуумметры типа ВСБ-1; для вакуумировки вводов связать шлангами ввод с баком (рис. 20-8); б) в течение 1 ч создать в баке вакуум не ниже 750 мм рт. ст.; в) перекрыть кран от вакуум-линии. Определить по вакуумметру остаточное давление в баке и через часовую выдержку бака под вакуумом, когда отключен насос, определить остаточное давление, которое может отличаться от первоначального не более чем на 5—10 мм рт. ст. Если разница в показаниях вакуумметров более 10 мм рт. ст., герметичность бака считается недостаточной. Необходимо найти и устранить места подсоса воздуха в бак; их определяют на слух по свисту воздуха, колебанию пламени свечки или с помощью специального приспособления для определения мест подсоса;
г) после устранения неплотностей бака включить вакуум-насос. Время вакуумирования при остаточном давлении 5 мм рт. ст. составляет 2 ч; д) подсоединить шланг от маслопровода к крану, расположенному на расстоянии не менее 2 м от крана вакуум-насоса.
После этого заливают трансформатор маслом и продолжают вакуумирование. Показания вакуумметра не должны уменьшаться более чем на 5 мм рт. ст. при вакуумной заливке. Скорость заливки масла в бак не должна превышать 4 т/ч. Скорость поступления масла в бак и уровень масла в баке контролируют по технологическому маслоуказателю.
Уровень масла в баке на монтаже трансформатора определяют с помощью двух вакуумметров, расположенных в нижней и верхней частях бака. Масло под вакуумом в бак заливают не полностью: при достижении уровня в баке 150 ±30 мм от крышки подачу масла прекращают и вакуумирование «зеркала» масла продолжают в течение установленного для трансформатора времени.

По окончании вакуумирования давление в баке приводят к атмосферному, отсоединяют вакуум-насос, вакуумметры, соединяют предохранительную трубу и расширитель с баком и производят доливку масла. Бак заполняют маслом на 2/3 высоты маслоуказателя, расположенного на расширителе.
Тщательным осмотром трансформатора, мест уплотнений, установки узлов и деталей трансформатора на крышке и баке, проверкой подачи масла в бак не заканчиваются работы по третьей сборке для трансформаторов классов напряжения более 110 кВ.

Рис. 20-8. Вакуумирование трансформатора типа ТДЦ-400000/330.
1 — шланг для вакуумирования вводов, 2 — газоотводящие трубы; 3 — шланг для заливки масла; 4 — патрубок для вакуумирования трансформатора, 5 — патрубок, соединяющий бак с расширителем.

Время с момента окончания заливки трансформатора маслом до начала измерения сопротивления изоляции и тангенс δ должно быть не менее:

Источник