Масло отводит избыток тепла во время работы силового трансформатора и изолирует его элементы, поэтому это очень важное вещество при стремлении обеспечить нормальное функционирование электрооборудования. В связи с ростом цен на нефтепродукты и оптимизацией производственных процессов важна дегазация трансформаторного масла – удаление пузырьков газа и растворившихся газов. Этот процесс продлевает срок службы преобразователей и позволяет сэкономить средства предприятия.
Характеристики масляной среды трансформатора
Масла для трансформаторов производятся из нефти. Сначала отделяется бензин, керосин, дизельное топливо, остаток перегоняется до состояния солярового дистиллята, который кипятится при 300-400 градусах без повышения давления, потом проводится доочистка.
Эксплуатационные характеристики трансформаторного масла:
- высокая устойчивость к окислению в течении длительного периода времени;
- уровень пробивного напряжения (30-65 кВ);
- тангенс угла диэлектрических потерь при 90оС до 0,02;
- температура вспышки 90-150оС;
- температура застывания от -45 – до -135оС;
- вязкость 28 — 30 мм2/с при 20оС;
- содержание воздуха до 10%.
Растворившийся в масляной среде воздух и воздух окружающей среды снижает эксплуатационные характеристики электрооборудования, так как способствует окислению.
Количество воздуха повышается одновременно с повышением температуры.
Что такое дегазация
В новом трансформаторе все элементы содержат определенный объем воздуха и влаги. Чем выше качество обработки на заводе, тем меньше примесей. В процессе эксплуатации масляная среда тоже поглощает воздух, какое-то количество растворяется.
Остальной объем сохраняется в виде пузырьков. Трансформатор может служить до 25-и лет, а маслу необходима ежегодная очистка и регенерация с периодичностью в 5 лет.
На периодичность дегазации не влияет:
- наличие фильтров, поглощающих газы;
- предотвращение перегрева;
- фильтрация;
- чистка от механических примесей;
- использование антиокислителей;
- наличие защитной подушки из инертного газа (окиси углерода, метана, сухого азота).
Несмотря на меры защиты при реакции масляной среды с диэлектриками и проводниками она окисляется, причем состав воздуха отличается от состава в окружающей среде (30,2% кислорода и 69,8% азота). Дегазация трансформаторного масла – это один из этапов процесса регенерации, предназначенный для удаления пузырьков и растворившихся газов.
Обязательна предварительная сушка, снижающая уровень влаги до 0,001%.
Технология дегазации
Любая установка для дегазации трансформаторного масла (передвижная или стационарная) состоит из нескольких баков, в которых установлены кольца Рашига, позволяющие увеличить площадь растекания.
Распылитель равномерно распределяет нагретое до 50-60оС масло по кольцам, в процессе лишний воздух удаляется вакуумным насосом через фильтр и цеолитовый патрон. Масло перемещается в следующий бак, процесс повторяется. Периодически проводится анализ, процесс повторяется до тех пор, пока их содержание газов снижается до 0,04%. Дегазированное масло выливается в трансформатор или бак с вакуумом. При первом варианте проводится проверка на пробой.
Процедура дегазации масла трансформатора требуется не только при техобслуживании и ремонте, но и перед установкой пленочной или подушечной защиты. В трансформатор очищенная от воздуха жидкость заливается таким образом, чтобы до крышки оставалось 15-20 см., которые заполняются сухим азотом. Бак подпитывается газом до полного насыщения масляной среды.
Виды оборудования для дегазации
Существуют различные виды дегазационных установок трансформаторного масла, отличающихся по производительности, количеству систем фильтрации, объему потребляемой энергии, объему обрабатываемого масла.
СММ (станции масляные мобильные)
Эта установка может быть использована только для дегазации или регенерации.
Состоит из:
- вакуумной колонны;
- нагревателя;
- фильтров (грубой и тонкой очистки);
- насосов масляных;
- шкафа управления;
- форвакуумных насосов.
По требованию заказчика комплектация дополняется фильтром более тонкой очистки.
Колонна – емкость из металла с датчиками уровня и смотровыми окнами, оснащенными подсветкой, предназначена для отделения влаги при помощи вакуумных насосов.
Нагреватель оснащен предохранительным клапаном и системой контроля нагрева. Для плавного регулирования емкость разделена на 3 секции.
Фильтрующие емкости оснащены различными фильтрами. При грубой очистке отделяются фракции 15 мкм, при тонкой – 5 мкм. Масляные насосы заправляют станцию, ротационные и Рутса создают вакуум. В шкафу управления установлена сигнализация состояния и элементы управления.
Перед заправкой проводится анализ масла, чтобы определить, как работать – с выключенным или включенным трансформатором. Если объем газов в пределах нормы и оборудование не аварийное, преобразователь не выключается. Для стандартной обработки требуется до 10-и циклов, производительность 50%.
Показатель зависит от:
- количества осадков;
- начального уровня кислотности;
- общего состояния трансформатора.
Производительность повышается при выключении трансформатора. Для получения максимального результата температура масляной среды должна быть 80оС. Осадок удаляется одновременно с регенерацией, требуется 30-60 циклов.
Процесс вне преобразователя осуществляется аналогично.
Установки типа УВМ
Эти установки для регенерации трансформаторного масла используются в основном в стационарном режиме.
УВМ состоит из:
- колонны, оснащенной шаровыми кранами, перекрывающими поток, угловыми клапанами, предотвращающими перенаправление потока, вакуумным вентилем, используемым для перекрытия вакуума;
- нагревателя;
- подающего центробежного насосного оборудования;
- откачивающего центробежного насосного оборудования;
- двух насосов, создающих вакуум;
- фильтра тонкой очистки и сетчатого;
- термостата и термосопротивления (для контроля температуры);
- реле (включение нагрева, контроль потока);
- датчиков уровня;
- манометра;
- вакуумметра.
В аварийных ситуациях система разгерметизируется соленоидным клапаном.
Установка УВМ позволяет выбирать режим в зависимости от выполняемой задачи. Можно провести только дегазацию, только нагрев или вакуумирование. В режиме нагрева масло только фильтруется. При дегазации жидкость нагревается, фильтруется, под воздействием вакуума удаляется влага и растворившийся воздух.
Преимущества УВМ:
- нет необходимости в сорбентах;
- не образуются отходы и выбросы, требующие утилизации;
- простая эксплуатация и обслуживание;
- низкое потребление энергии;
- бесшумная работа;
- возможна установка на прицеп при необходимости в использовании в полевых условиях.
Существует так же более компактное оборудование, например, «Падун», УВФ (мини и микро), ВГБ.
В основном это мобильные установки, предназначенные для комплексной очистки при ремонте.
При выборе компании, оказывающей услуги дегазации, учитывается:
- наличие аттестованной лаборатории;
- возможность провести комплексную очистку, в том числе от механических примесей;
- возможность заказать отдельные виды обработки.
В лаборатории проводится физико-химический и хроматографический анализ, определение пробивного напряжения и объем антиокислительной присадки, подбирается оптимальный способ обработки. По результатам предоставляется протокол.
При регулярной дегазации сокращаются простои, снижаются затраты на утилизацию и покупку масла.
В российских условиях это особенно важно, так как большинство трансформаторного оборудования эксплуатируется 15-20 лет.
