Что значит осушенное трансформаторное масло
Методы сушки трансформаторов
Поддержание электроустановок в рабочем состоянии требует надлежащего технического обслуживания, с выполнением комплекса операций, предусмотренных условиями эксплуатации. В процессе эксплуатации трансформаторов требуется проведение их сушки, о чем и пойдет речь в предлагаемом материале.
Для чего нужна сушка
Под сушкой трансформатора понимают операцию по устранению влаги, скопившейся в оборудовании в процессе эксплуатации, для восстановления диэлектрических свойств изолирующего покрытия проводников. Проникновение влаги обычно обусловлено высокой влажностью окружающего воздуха или масла, применяемого для охлаждения и изоляции контуров устройств.
Методы сушки трансформаторов
Используют несколько способов, в зависимости от степени увлажнения, применяемых средств и целей, которых необходимо достигнуть проведением данной операции. Далее – детальнее о возможных методиках сушки трансформаторного оборудования.
Индукционным нагревом
Эта методика достаточно распространена, в силу высокой эффективности. Принцип способа предполагает нагрев силового контура за счет образования вихревых токов. На бак наматывают намагниченные провода, при подаче нагрузки на которые возникает индукция.
Работы выполняют в таком порядке:
Затем включают печь, подогревающую днище бака. Нагретый воздух нагнетают насосами. Процедуру контролируют, следя за показаниями термометров и вакуумметров.
Токами КЗ
Методика токов короткого замыкания предполагает тепловые потери, за счет чего происходит нагрев. Эти процессы характерны для проводов катушек, подключенной стали сердечника.
Суть способа в том, что низковольтную часть трансформатора закорачивают по вводным зажимам. В это время высоковольтная схема устройства находится под напряжением. В результате возникающего короткого замыкания, электроустановка нагревается, что способствует испарению влаги.
Постоянным током
Методика предусматривает подачу на катушки трансформатора токов, приближенных к номинальной величине. Обычно задействуют обмотки среднего и высокого напряжения.
Те из контуров, которые не задействованы при данной процедуре, замыкают накоротко, с подводом к заземлительному контакту. Это распространяется на бак и прочие катушки, лишенные прямой электрической связи с прогреваемыми электричеством.
Точки нулевой последовательности
Этот метод применяют для трансформаторов с невысокими значениями мощности – в пределах до 400 кВА. Требуется подключение вторичных контуров по следующей схеме:
При выполнении работ необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности, поскольку контакты повышающей стороны остаются разомкнутыми.
За счет того, что фазы образуемых магнитных потоков совпадают и равны по величине, выделяется тепло, нагревающее токопроводящие элементы и испаряющее влагу. Данная методика очень проста, но не применима, если контакты выходных катушек соединены треугольником.
Перед началом сушки, активный контур подключают к напряжению, используемому при процедуре. Выполняют контрольный прогрев в течение 30 минут. Если в процессе проверки возникнет перегрев отдельных элементов сердечника, необходимо определить причину неисправности и устранить дефект. Только после этого проводят полноценную сушку.
Циркуляция масла через электронагреватели
Еще одна методика предполагает циркуляцию масла. Работы выполняют в такой последовательности:
Масло подают интенсивно, под давлением вводя в каждую фазу. Это исключает перегрев элементов, при равномерной просушке агрегата. После того, как цель достигнута, масло сливают и вновь заполняют бак в условиях вакуума.
Инфракрасное излучение
Использование инфракрасных лучей целесообразно для трансформаторных установок, мощностью до 1 000 кВА. Подводимую электроэнергию преобразуют в тепловое излучение, с эффективностью до 80%.
Процедура требует постоянного контроля температуры посредством термометров или термопар. Чаще применяют термопары. Используют инфракрасные лампы мощностью 250 или 500 Вт, рассчитанные на напряжение соответственно 120 и 220 В. Возможна замена этих устройств лампами накаливания.
Тепловое излучение направляют отражателями.
Обдув горячим воздухом
При использовании этого метода, не слишком распространенного, трансформатор обдувают нагретым воздухом, температура которого достигает 100°С. Тепловой поток направляют на активный контур, добиваясь нагрева катушек. Предусмотрена настройка расхода воздуха, с небольшой разницей температур на входе и выходе.
Камера без вакуума
Данная методика предполагает такие последовательные операции:
Камера состоит из деревянного каркаса, обшитого и утепленного асбестом, сверху зашитого профнастилом. Зазор между оборудованием и внутренними стенками сооружения должен быть не менее 200 мм.
Стационарный сушильный шкаф
Эту установку применяют в условиях промышленных предприятий, когда требуется регулярная сушка трансформаторов. Данный способ характеризует высокая эффективность. Но покупка стационарного сушильного шкафа требует существенных финансовых затрат.
Электроосмос
Применение сушильных шкафов сопряжено с большим расходом энергии, длительным проведением операции сушки, неблагоприятным влиянием нагрева на элементы трансформатора в результате систематического нагрева.
Этих недостатков можно избежать, используя принцип электроосмоса. В данном случае создание внешнего электрического поля вызывает удаление жидкости через микроскопические поры оборудования. Установка работает импульсами, что не вызывает нагрев элементов.
Своевременная сушка позволит избежать возможной аварийной ситуации. Главное – правильно избрать метод, с учетом характеристик трансформатора и экономической целесообразности.
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:
Весь комплекс называется регенерацией. Сам процесс очистки производится на месте установки трансформатора:
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:
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:
Физико-химические способы
Это распространенные методы обработки нефтепродуктов. К ним относятся:
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:
Методы удаления влаги
Кроме очистки от растворенных и твердых загрязнений при превышении допустимого количества влаги производится ее удаление различными способами:
Виды установок очистки и сушки масла
В зависимости от видов загрязнений и конкретных условий для регенерации применяются различные установки:
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.
Осушка трансформаторного масла
Осушка трансформаторного масла представляет собой комплексное понятие, которым в большинстве случает обозначают совокупность методов и способов удаления влаги.
Очень часто встречаются случаи, когда масло, поступающее в энергетическую компанию прямо с нефтеперерабатывающего завода, не соответствует заявленным показателям качества.
Предназначение трансформаторного масла
Главное отличие трансформаторного масла от подобных продуктов состоит в том, что оно предназначено для заливки в трансформаторы, реакторы, масляные выключатели и прочее подобное оборудование для выполнения функций диэлектрика. В его состав входят небольшие количества газов, воды и механических примесей, массовая часть которых по мере эксплуатации увеличивается. Это приводит к тому, что трансформаторное масло становится непригодным для использования в современном высокотехнологическом оборудовании.
Для обеспечения высоких изоляционных свойств трансформаторного масла нужно выполнить его глубокую осушку, очистку и дегазацию.
Оборудование для осушки, очистки и дегазации масла
Применение маслообрабатывающих установок, производимых и поставляемых GlobeCore, позволяет выполнять с трансформаторным маслом следующие операции:
Если за трансформаторным маслом осуществляется надлежащий уход, т.е. оно регулярно поддается фильтрации, удалению примесей и продуктов окисления, то вполне реально сохранение его стабильных свойств и продление срока эксплуатации.
Качество масла
Немаловажным моментом является определение качества масла. Имея информацию о нем, мы будем знать, нужно ли проводить какие-либо мероприятия по очистке и регенерации.
Проверять качество нужно также и в случае заливки нового масла в трансформатор. Для этого продукт, поддают полному химическому анализу.
Качество масла, уже пребывающего в эксплуатации, определяется с помощью сокращенного химического анализа.
В случае несоответствия масла существующим требованиям стойкости к пробою его необходимо подвергнуть осушке. После этого трансформаторные масла можно опять использовать в электрооборудовании.
Методы осушки трансформаторных масел
Рассмотрим детальнее существующие методы осушки трансформаторных масел. Их условно разделяют на специальные и универсальные. К первой группе относятся подходы, базирующиеся на физико-химических или химических свойствах технических жидкостей. Например, выпаривание, применение специальных химических осушителей, охлаждение и т.д. К универсальным методам относятся адсорбция воды, вакуумирование с подогревом, испарение и т.д.
Относительно распространенными являются осушка масла с помощью пропускания через белые глины, бумагу, адсорбция оксидом алюминия, силикагелем и цеолитами, десорбция воды сухим азотом.
Суть адсорбционного метода очистки состоит в том, что влага задерживается в слоях специального сорбента, находящегося в масле. Адсорбент выбирают исходя из необходимости достижения нормативной степени очистки за один цикл обработки. Он должен иметь значительную адсорбционную емкость и высокую селективность (адсорбировать только молекулы воды).
Осушка с помощью адсорбентов должна обеспечивать неизменность углеводородного состава и свойств диэлектрика.
Даже очень сильно увлажненное масло, как правило, содержит не более 0,01% воды. Адсорбент должен обладать свойством многократного восстановления своих свойств и экономически оправдывать применение.
Этим требованием в наибольшей степени соответствуют сорбенты, применяемые в установке типа CММ-1,7ЦМ. Данное оборудование, производимое и поставляемое GlobeCore, предназначено для очистки от воды и механических примесей электроизоляционных и смазочных масел. Установка используется при монтаже, ремонте и эксплуатации маслонаполненного высоковольтного оборудования напряжением до 1150 кВ.
Станция масляная мобильная CММ-1,7 Ц
Применение масляной мобильной станции CММ-1,7ЦМ позволяет продлить срок службы электроизоляционных и смазочных масел. Последующая регенерация сорбента непосредственно на установке исключает паузы, связанные с его заменой и пополнением запасов.
По желанию заказчика возможен выпуск СММ-1,7ЦМ как в стационарном, так и мобильном исполнении.
Сушка трансформаторного масла
В этой статье мы расскажем о таком процессе, как сушка трансформаторного масла. Вы узнаете, чем опасно наличие влаги в энергетических маслах, каких видов она бывает, и ознакомитесь с наиболее эффективными способами ее удаления.
Существующие стандарты испытаний трансформаторного масла нормируют основные параметры и характеристики изоляционных жидкостей. Например, цвет трансформаторного масла, не побывавшего в эксплуатации, обычно светло-желтый. В дальнейшем он может меняться, что будет свидетельствовать об ухудшении состояния и свойств масла. Также проводятся испытания трансформаторного масла на кислотность, содержание влаги, измеряется пробивное напряжение и тангенс угла диэлектрических потерь.
Каждый из перечисленных показателей ухудшается в процессе работы трансформатора, что обусловлено тяжелыми режимами работы (высокая температура, напряженность электрического поля) и появлением различных включений – воды, газов, механических примесей, грязи, шлама и т.п. При этом возникает вопрос: как вернуть свойства качественного трансформаторного масла?
Чем опасна вода для трансформаторного масла
Наличие воды в трансформаторном масле приводит к ряду негативных последствий:
Избежать перечисленных явлений можно за счет периодического контроля влагосодержания и сушки трансформаторного масла.
Пути попадания и виды воды в трансформаторном масле
Существует два пути попадания влаги в трансформаторное масло. Первый – из атмосферы. И второй – это вода, выделившаяся из твердой изоляции и масла в результате процесса старения. Если трансформатор постоянно работает в режиме полной нагрузки, то старение изоляционной системы займет примерно 20-30 лет. За это время будет выделено 0,5-0,75% воды от массы изоляции.
Вода в трансформаторном масле может иметь следующие формы:
Сушка трансформаторного масла с одной стороны должна обеспечивать снижение концентрации воды до значений, допускающих дальнейшую эксплуатацию изоляционной жидкости, а с другой – восстанавливать ее пробивное напряжение до требуемых значений.
Испытание трансформаторного масла на наличие влаги
Испытание трансформаторного масла проводится как для свежего продукта, так и для продукта, подвергнувшегося ранее регенерации. В обоих случаях частью испытаний является проверка масла на наличие влаги.
Значение влагосодержания дает представление о качестве трансформаторного масла, а также предоставляет информацию для определения причин ухудшения диэлектрических свойств масла и твердой изоляции трансформаторов.
Предельно допустимая доля воды в трансформаторного масле в зависимости от типа оборудования в среднем составляет 10-20 грамм на тонну. Определение такого количества влаги – задача непростая, поэтому к используемым методам выдвигаются высокие требования относительно точности и чувствительности измерений. При больших концентрациях воды возникает риск выхода из строя силового оборудования, поэтому сушка трансформаторного масла является необходимой мерой.
Среди наиболее распространенных методов определения влагосодержания трансформаторного масла можно выделить:
Сушка трансформаторного масла – основные способы
Раньше среди методов сушки трансформаторного масла преобладали центрифугирование и фильтрация. В первом случае используется действие центробежной силы, с помощью которого происходит разделение обрабатываемого вещества на несколько слоев. С помощью центрифуг можно удалить только эмульсионную влагу. Обычно этого не достаточно, поэтому данный процесс применяется в качестве предварительной стадии очистки масла. Кроме того, центрифуги характеризуются большим энергопотреблением.
Пропускание масла через фильтр-прессы также имеет недостатки, которые выражаются в малой производительности, частой замене фильтровального материала и контакте масла с воздухом, что приводит к преждевременному окислению.
Использование цеолитовых установок позволяет существенно повысить электрическую прочность и качество сушки трансформаторного масла. Компания GlobeCore выпускает цеолитовые установки типа МЦУ различной производительности. Данное оборудование сушит масло за счет его пропускания через слой молекулярных сит, находящихся в адсорберах, заполненных гранулированным цеолитом.
Опыт цеолитовой сушки трансформаторных масел показывает ее высокую эффективность. Только за один цикл обработки в установках МЦУ можно увеличить пробивное напряжение масла от 8-10 до 50 кВ.
Также эффективная сушка трансформаторного масла обеспечивается за счет воздействия высокой температуры и глубокого вакуума. Сначала масло нагревается, после чего подается в вакуумную камеру, где вспенивается. В результате происходит интенсивный выход паров воды и газов из поверхности масляной пленки. Специально для термовакуумной сушки трансформаторных масел компанией GlobeCore разработаны установки серии СММ. Данное оборудование является более производительным и надежным в сравнении с центрифугами. Кроме того, оно потребляет в 3-4 раза меньше электрической энергии.
Сушка и дегазация трансформаторного масла
Трансформатор – сложная система, надежная работа которой зависит от многих компонентов. Среди этих компонентов особую роль занимает трансформаторное масло, которое выполняет теплоотводяющую и изоляционную функцию. В этой статье мы поговорим о том, как и почему ухудшается состояние масла, какое влияние на масло имеет вода и кислород, а также какие технологии лучше использовать для сушки и дегазации трансформаторных масел.
Как и почему ухудшается состояние трансформаторного масла
При работе трансформатора на масло влияют разные отрицательные факторы. Среди них:
Некоторые факторы, как, например, электрическое поле и высокая температура являются объективными, то есть они существуют всегда независимо от желания разработчиков трансформаторов или энергетических компаний. Часть причин появления других факторов можно ограничить (вода, воздух). Но полностью исключить воздействие вредных факторов на масло нельзя, потому что они являются как катализатором изменений в масле, так и появляются в результате химических реакций внутри трансформатора. Пузырьки газа могут стать местом развития частичных разрядов, а вода снижает электрическую прочность масла и при переходе в твердую изоляцию способствует ее разрушению.
Со временем масло стареет, в нем образуются кислые продукты окисления углеводородов. Эти продукты оседают на изоляции, стенках бака трансформатора и в системе охлаждения, формируется шлам. Масло становится более вязким и намного хуже отводит тепло от нагревающихся частей трансформатора. Под воздействием высококонцентрированных продуктов окисления углеводородов происходит разложение целлюлозы в трансформаторе. Риск возникновения аварийных ситуаций существенно возрастает.
Чтобы обеспечить продление срока службы трансформаторов нужно правильно и своевременно обслуживать изоляционное масло. Это обеспечит срок жизни трансформатора на уровне 50-70 лет.
Что нужно для того, чтобы улучшить состояние масла
При ухудшении состояния трансформаторного масла выполняется его обработка с целью улучшения характеристик. Основной индикатор старения масла – это кислотное число. Пока этот параметр не превышает 0,5 мг КОН/г для улучшения состояния масла выполняется очистка.
Очистка трансформаторного масла – широкое определение, под которым могут понимать набор разных операций, каждая из которых позволяет избавиться от определенного вида примесей.
Среди этих операций:
Также при подаче сухого и дегазированного масла в высоковольтные трансформаторы используется вакуумирование. Эта операция необходима для того, чтобы вода и газы не попали в масло во время заливки.
Кроме того, общее состояние изоляционной системы улучшает сушка изоляции трансформатора в вакуумных печах. Она применяется для удаления воды из изоляции обмоток.
Повышение кислотного числа до значения 1 м КОН/г свидетельствует о том, что масло состарилось. В этом случае выполняется замена трансформаторного масла или его регенерация. Свойства масла можно восстановить в случае сохранения состава полезных углеводородов путем удаления продуктов окисления и старения. Если состав масла сильно изменен и не подлежит восстановлению, масло нужно заменить.
Рассмотрим сначала превентивные методы защиты трансформатора от воды и образования газов, затем – способ сушки и дегазации масел.
Очистка масла установкой УВМ-4/7 GlobeCore в работающем трансформаторе
Способы защиты трансформатора от воздействия воды и газов
Существует несколько подходов к защите трансформаторов от влияния воды и газов. Маленькие трансформаторы изготавливаются в герметичном исполнении. Это выдвигает дополнительные требования к прочности бака, поскольку непрочный бак может не выдержать роста давления при повышении температуры трансформатора.
Во многих трансформаторах, включая высоковольтные, используется так называемая азотная защита. При этом способе защиты надмасляное пространство бака или расширителя занимает «азотная подушка», состоящая из сухого азота. Эта подушка становится как бы барьером, который защищает масло от попадания других газов и воды из окружающей среды. Но она не способна предотвратить попадание в масло воды и газов, образующихся внутри трансформатора. При необходимости после дегазации проводится азотирование трансформаторного масла.
Сушка трансформаторного масла в процессе эксплуатации обеспечивается за счет термосифонных и адсорбционных фильтров. Это устройства, которые наполняются сорбентом (чаще – силикагелем). Сорбент поглощает воду во время циркуляции масла через фильтр. Термосифонный фильтр устанавливают на бак трансформатора, а адсорбционный фильтр – на отдельный фундамент возле трансформатора.
Но какие бы системы защиты не применялись, как минимум перед заливкой масла в трансформатор необходимо обеспечить удаление газов и удаление воды. Это важная часть обслуживания трансформатора. Дегазация трансформаторного масла перед заливкой и во время эксплуатации позволяет замедлить процессы окисления и повысить надежность изоляционной системы.
Как выполняется термовакуумная сушка масла
Удалить воду из масла можно разными способами. Но наиболее часто применяется сушка цеолитом и термовакуумная сушка. Сушка цеолитом хорошо убирает воду и поднимает повышает напряжение масла с 10-15 до 60-70 кВ за один проход. Но после насыщения цеолит требует реактивации. Поэтому если речь идет о сушке совместно с дегазацией, то более предпочтительным является термовакуумная обработка. Этот вид обработки использует принцип более раннего закипания воды в условиях разрежения. Наиболее яркую иллюстрацию этого принципа можно наблюдать в условиях высокогорья, где для закипания воды требуется температура меньше 100 °С.
При термовакуумной обработке масла сначала нагревается до температуры 50-55 °С, а затем подается в вакуумную колонну. Внутри вакуумной колонны за счет работы вакуумной системы поддерживается глубокий вакуум. Масло поступает на фильтры-активаторы, и протекает с их внутренней стороны наружу тонкой пленкой, с поверхности которой под действием вакуума интенсивно выделяется вода и газы.
Таким образом, термовакуумная обработка позволяет одновременно сушить и дегазировать трансформаторные масла без образования каких-либо отходов, требующих реактивации, складирования или утилизации.
Оборудование GlobeCore для сушки и дегазации масел
Установка СММ-0,6Л в работе
Для термовакуумной сушки и дегазации трансформаторных масел компанией GlobeCore выпускаются установки серий СММ и УВМ. Их основное отличие заключается в количестве ступеней вакуумной системы. Установка УВМ оборудована двухступенчатой вакуумной системой, а установка СММ – одноступенчатой. Поэтому установками УВМ обеспечивается более глубокая вакуумная дегазация.
Дегазационная установка УВМ (СММ) выполняет несколько функций:
Характеристики трансформаторного масла после обработки в установках GlobeCore:
Линейка оборудования включает установки с производительностью обработки масла от 1 до 15 метров кубических в час.
При обслуживании трансформаторов важным фактором является работа в полевых условиях. Для реализации этой возможности мы установили оборудование на прицеп, оборудованный прицепным устройством. Поэтому установка с помощью автомобиля сервисной бригады быстро доставляется в место эксплуатации трансформатора.
Также установка GlobeCore могут подключатся к трансформатору и выполнять обработку масла без слива из бака за счет непрерывной циркуляции масла по замкнутому контуру. Обработка масла может выполнятся как на отключенном, так и на работающем трансформаторе. Во втором случае установки УВМ (СММ) подключаются к трансформатору через систему TCC (Transformer Security System). Эта система контролирует уровень масла в баке трансформатора и при снижении уровня, например, из-за наличия утечек «отсекает» установку от трансформатора. Трансформатор всегда защищен и выводить его из-под напряжения на время очистки масла не обязательно.
Какие типы масел могут обрабатываться установками GlobeCore
Оборудование GlobeCore многофункционально и в плане типов обрабатываемых масел. С помощью установок УВМ (СММ) может выполняться:
В рамках одной статьи сложно охватить все аспекты сушки и дегазации трансформаторного масла, поэтому у вас, наверняка, возникнут вопросы. Ответы на них можно получить, обратившись по одному из контактов, доступных в соответствующем разделе нашего сайта.