работа. Требования, предъявляемые к трансформаторному маслу, его регенерация
 Скачать 20.74 Kb.
|
|
Тема: Требования, предъявляемые к трансформаторному маслу, его регенерация Трансформаторное масло предназначено для электроизоляции токоведущих частей силовых трансформаторов от нетоковедущих, а также передачи тепла от нагревающихся элементов в систему охлаждения. Данный продукт используется во многих трансформаторах, хотя в некоторых возможно также применение и так называемых синтетических масел. Существуют трансформаторы, работающие без масла. Сформулируем наиболее важные общие требования, которым должны отвечать масла, предназначенные для эксплуатации в силовых трансформаторах: обеспечение надлежащего теплоотвода, что достигается за счет хорошей теплопроводности, низкой вязкости и большой теплоемкости; отсутствие в составе серных кислот, пагубно влияющих на конструкционные элементы трансформаторов; высокая электрическая прочность. Важнейшим требованием, выдвигаемым к трансформаторным маслам, является также и их чистота. Механические примеси, влага, воздух и продукты окисления существенно снижают электрическую прочность масла, поэтому оно должно незамедлительно очищаться от посторонних компонентов, количество которых превышает допустимые значения. В соответствии с существующими требованиями, установлены следующие ограничения: содержание воды в заливаемом масле не должно превышать 0,001% для герметичных, и 0,0025% для негерметичных систем; воздух в герметичных системах должен содержаться в концентрации не более 0,5%; наличие механических примесей должно соответствовать 11 классу чистоты для трансформаторов класса напряжения до 220 кВ и 9 классу для трансформаторов всех остальных классов напряжения. При длительной эксплуатации трансформаторного масла под нагрузкой наблюдается повышение его температуры. В связи с этим, а также с тем, что трансформаторные масла являются горючими жидкостями, необходимо выполнение надлежащих мер безопасности. Исходя из этого, был согласован параметр, характеризующий температуру, при которой пары масла вспыхивают от поднесенного к ним пламени в нормальных условиях. Это так называемая точка вспышки. Для арктических масел данный показатель находится в пределах +90ºС… +115ºС, а для обычных масел – +130ºС… +170ºС. В силовых трансформаторах для отвода теплоты от обмоток и магнитопровода применяют следующие способы охлаждения: воздушное, масляное и посредством негорючего жидкого диэлектрика. С этой же точки зрения хорошей информативностью обладает также такой параметр трансформаторного масла, как точка воспламенения. Это температура, при которой трансформаторное масло способно самовозгораться вследствие контакта с воздухом. Такой показатель должен лежать в диапазоне от +350 до 400ºС. Трансформаторное масло способно окисляться не только на поверхности, но и при взаимодействии с растворенным воздухом. Его количество при давлении 1 кгс/см2 не должно превышать 11%. В связи с этим монтажу трансформатора должна предшествовать дегазация масла. Даже небольшое количество растворенного воздуха способно вызвать реакцию окисления в герметических системах. Масла, обладающие более высокой температурой вспышки, позволяют лучше проводить осушку и дегазацию перед заливкой в трансформатор. Качественное трансформаторное масло имеет светло-желтый цвет. Сильное потемнение в процессе эксплуатации свидетельствует о порче масла вследствие загрязнения или окисления. Хорошее масло имеет слабый запах керосина. Оно должно сохранять прозрачность при охлаждении до 5 °С. Прозрачность проверяют в стеклянном прямоугольном сосуде, на одну из стенок которого наклеивают полоску бумаги с нанесенными на нее черной тушью линиями толщиной 0,1; 0,5 и 1 мм. Если через слой масла в 100 мм четко видны все линии, то масло хорошее; если линия толщиной 0,5 мм видна нечетко, а линия толщиной 1 мм четко, то желательна очистка; при меньшей прозрачности масла необходима немедленная очистка. В масле не должно быть воды. Если при опускании в пробирку с маслом раскаленной проволоки раздается треск, то это означает, что в масле есть влага и его необходимо очищать или сушить. Кислотность масла характеризуется кислотным числом, которое представляет собой количество КОН — гидроксида калия (мг), необходимое для нейтрализации свободных кислот в 1 г масла. Это количестводолжно быть не более 0,05 мг КОН/r для чистого и сухого масла и не должно превышать 0,25 мг КОН/г для эксплуатационного. Вязкость масла должна быть (2,8...3,5) • 10_6 м2/с при температуре 20 “С и (1,1.-1,3) • 1(Гб м2/с при 50 “С. Температура вспышки масла любого типа должна быть не менее 140 °С, допускается снижение температуры вспышки не более чем на 5 °С. Зольность должна быть не более 0,005 %. О наличии серы свидетельствует потемнение полированной медной пластинки после кипячения ее в масле в течение 12 ч. Для определения растворимых в воде кислот и щелочей используют реакцию водной вытяжки, проводимую при помощи индикаторов, способных резко изменить свой цвет в присутствии незначительных количеств кислоты или щелочи (например, водный раствор метилоранжа). Пробивное напряжение эксплуатационного масла, характеризующее его электрическую прочность и определяемое при помощи стандартных аппаратов (например, АИИ-70, АКИ-50, АИИМ-72, АМИ-80 и т. д.), должно быть не менее 25 кВ для аппаратов напряжением до 15 кВ и не ниже 30 кВ для аппаратов напряжением до 35 кВ включительно. Сокращенный химический анализ масла охватывает определение температуры вспышки, электрической прочности, кислотного числа, реакции водной вытяжки или количественное определение водорастворимых кислот, качественное определение содержания взвешенного угля и механических примесей. Пробы масла отбирают в совершенно сухую бутылку с притертой стеклянной пробкой. Летом пробу берут в сухую погоду, а зимой в морозную. Пробу масла берут, открывая спускной вентиль в нижней части трансформатора, дают стечь небольшому количеству масла, чтобы смыть грязь у выходного отверстия вентиля, и только после этого набирают в бутылку примерно 0,75 л масла для испытания на пробой и 1,5 л для сокращенного химического анализа. При транспортировании пробку бутылки заливают парафином. Перед испытаниями бутылку с маслом прогревают до температуры помещения, чтобы избежать конденсации паров воды в масле и уменьшения пробивного напряжения. Воду из масла удаляют, нагревая его различными способами: током короткого замыкания, потерями в собственном баке, токами нулевой последовательности. В некоторых случаях для очистки масла достаточно его отстоять в соответствующей емкости в помещении с относительно сухим и чистым воздухом. Но наибольшее распространение получила сушка масла при помощи центрифугирования при температуре 40...50 °С. При этом масло очищается не только от воды, но и от тяжелых механических примесей. Легкие механические примеси, а также и воду из масла удаляют при помощи фильтрпрессов. В фильтрпрессе масло при температуре 40...50 °С под давлением 0,3...0,5 МПа (3...5 кгс/см2) прогоняют через фильтровальную бумагу, которая впитывает влагу и задерживает механические примеси — волокна, шлам, сажу и т. д. Фильтровальную бумагу при очистке меняют через 1...4 ч. Ее можно промывать, сушить и вновь использовать. Фильтрпресс обычно включают после центрифуги, добиваясь почти предельной очистки масла от примесей. Центрифугирование и фильтрование очищают масло, но не восстанавливают его утраченных свойств. Для удаления из масла продуктов окисления и для восстановления его прежних качеств прибегают к регенерации. Регенерацию масел осуществляют при помощи адсорбентов — веществ, способных поверхностью своих частиц поглощать продукты старения масла и влагу (явление адсорбции). В качестве адсорбентов используют природные отбеливающие глины, земли, опоки, аморфные или активированные угли, оксиды алюминия, силикагели (измельченная кремниевая кислота) и цеолит. Регенерацию проводят контактным или перколяционным способами. В первом случае обычно применяют менее активные адсорбенты — отбеливающие глины. Адсорбент в размолотом прокаленном виде добавляют в подогретое до 80...90 °С масло, перемешивают, отстаивают, после чего масло отправляют на фильтрование. Во втором случае масло пропускают через адсорбент, а затем фильтруют. В последнее время регенерацию масла осуществляют непосредственно в трансформаторе в период его эксплуатации, для чего трансформаторы оборудуют специальными термосифонными фильтрами, поглотительными патронами и воздухоосушителями, заполняемыми обычно силикагелем. В процессе эксплуатации масло, проходя через силикагель, восстанавливает свои свойства. Регенерация трансформаторного масла – новая жизнь Ваших трансформаторов! Сроком эксплуатации трансформатора, в действительности является срок жизни изоляционной системы. Наиболее широко используемой системой изоляции является жидкая изоляция (трансформаторные масла), а также твердая изоляция (бумага, лес, т.е. целлюлозная продукция). Изоляционное масло обеспечивает почти 80% электрической прочности в трансформаторе. Большинство поломок трансформаторов (почти 85%) происходит из-за повреждения системы изоляции. Регенерация и очищение от грязи на местеПроцесс 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. |