Подсушка изоляции силовых трансформаторов

Подсушка с нагревом изоляции маслом и вакуумированием

Технологический процесс подсушки обеспечивает удаление влаги, адсорбированной только поверхностными слоями твердой изоляции.

Принципиальная схема подсоединения оборудования и приборов для проведения подсушки изоляции трансформаторов с нагревом ее маслом показана на рисунке 1,а.

а — подсушка с нагревом изоляции маслом; б — низкотемпературная подсушка с применением ловушки водяных паров; 1 — датчик прибора измерения остаточного давления; 2 — мановакуумметр; 3 — ловушка водяных паров; 4 — двухроторный вакуум-насос типа 2ДВН-500 или 2ДВН-1500; 5 — форвакуумный насос типа ВН-6 или ВН-4; 6 — емкость для слива масла; 7 — обратный клапан; 8 — маслонасос типа ЦНГ-68
Рисунок 1 - Схема подсушки изоляции трансформаторов

Перед проведением подсушки изоляции трансформаторов напряжением 110 кВ и выше мощностью 80 MBА и более необходимо определить остаточное влагосодержание установленных внутри бака образцов изоляции толщиной 0,5; 1 и 3 мм.

После заливки бака маслом до уровня 150—200 мм ниже крышки трансформатор нагревают методом постоянного тока или другими методами до получения температуры верхних слоев масла 80°С. Затем при этой температуре трансформаторы на напряжение 400—750 кВ всех мощностей, на напряжение 220—330 кВ, мощностью 200 мВА и более нагревают в течение 72 ч, трансформаторы на напряжение 220—330 кВ, мощностью менее 200 MBА и трансформаторы на напряжение 110—150 кВ, мощностью от 80 до 400 MBА — в течение 54 ч, 110—150 кВ, мощностью менее 80 MBА — в течение 36 ч. В течение всего времени нагрева для равномерного нагрева всей массы изоляции выполняют циркуляцию масла в трансформаторе. При этом масло забирают из нижнего патрубка трансформатора и через верхний патрубок подают в надмасляное пространство. Одновременно с нагревом изоляции производят вакуумирование надмасляного пространства в баке трансформатора при соответствующем остаточном давлении.

Контроль за температурой осуществляют обычно термосигнализатором, термобаллон которого устанавливают в заполненном маслом гнезде на баке. В процессе нагрева в результате повышения давления водяных паров в твердой изоляции и увеличения температуры масла происходят переход влаги из твердой изоляции в масло и частичное удаление ее вакуум-насосом. Затем отключают нагрев и, не останавливая вакуум-насос, быстро сливают масло из трансформатора. Для слива масла из бака трансформатора при работающем вакуум-насосе необходимо применять высоконапорные маслонасосы типа ЦНГ-68, а после начала работы маслонасоса прекратить циркуляцию масла. Допускается для слива масла из трансформатора создавать в надмасляном пространстве атмосферное давление путем подачи в бак сухого воздуха или азота. Вакуум-насос перед этим следует отключить, вакуум-провод перекрыть. При этом для слива масла необходимо применять высокопроизводительные маслонасосы, обеспечивающие удаление масла из бака в течение 3—4 ч.

После слива масла трансформатор вакуумируют при соответствующем остаточном давлении в течение 20— 30 ч.

При дальнейшем понижении температуры выделение из изоляции влаги практически прекращается. Не снимая вакуума, заливают трансформатор предварительно осушенным маслом. После заливки маслом измеряют параметры R₆₀/R₁₅, tgδ, С₂/С₅₀ изоляции.

Для трансформаторов мощностью более 80 MBА на напряжение 110 кВ и выше после окончания подсушки необходимо определить также влагосодержание установленных образцов изоляции. Результаты подсушки считаются удовлетворительными, если влагосодержание образцов толщиной 1 мм не превышает 1%. При получении неудовлетворительных результатов процесс подсушки необходимо повторить или произвести сушку изоляции.

Низкотемпературная подсушка изоляции с применением ловушки водяных паров

Принципиальная схема выполнения низкотемпературной подсушки изоляции трансформатора показана на рисунке 1,б. Эту технологию применяют только для подсушки изоляции трансформаторов, баки которых рассчитаны на полный вакуум. Она заключается в создании и поддержании в баке без масла (над поверхностью твердой изоляции) низкого остаточного давления водяных паров (менее 13,3 Па). Такого остаточного давления достигают за счет применения для откачки бака двухроторных высокопроизводительных вакуум-насосов типов 2ДВН-500, 2ДВН-1500 и установки в вакуум-проводе ловушки вымораживания выделяющихся из изоляции водяных паров. Пары влаги конденсируются в виде инея на охлаждаемой поверхности, благодаря чему создаются благоприятные условия для работы вакуум-насосов.

Общий вид установки и схема устройства ловушки показаны на рисунке 2,а, б. Для охлаждения применяют сухой лед (твердая углекислота), который кусками закладывают в полость внутреннего цилиндра ловушки. Для выравнивания температуры по охлаждаемой поверхности ловушки внутренний цилиндр заполняют ацетоном. Для удаления конденсата (инея), образующегося на охлаждающей поверхности ловушки, внутренний цилиндр выполнен съемным.

а — общий вид; б — схема устройства ловушки водяных паров; 1 — ловушка водяных паров; 2 — вакуум-насос типов 2ДВН-500, 2ДВН-1500; 3 — электродвигатель; 4 — силовой шкаф; 5 —выходной патрубок; 6 — ребро; 7 — емкость охлаждающей смеси; 8 — входной патрубок; 9 — охлаждающая смесь; 10 — люк для загрузки охлаждающей смеси; 11 — корпус; 12 — дверцы для удаления конденсата; 13 — пробка для слива охлаждающей смеси; 14 — подкладки; 15 — теплоизоляция
Рисунок 2 - Устройство вакуумной установки типа «Иней»

Установка состоит из двухроторного вакуум-насоса типа 2ДВН-500 или 2ДВН-1500 и ловушки вымораживания, смонтированных на общей раме. Ловушка представляет собой горизонтально расположенный герметичный цилиндр, внутри которого имеется цилиндрический бункер. В него через люк закладывают сухой лед и заливают ацетон. На охлаждающей поверхности бункера имеются ребра, предназначенные для увеличения поверхности охлаждения и задержания паров влаги на поверхности. Конденсат влаги (иней) выделяется на ребрах. Для его удаления открывают торцевые дверцы ловушки. Такая ловушка удобна в обслуживании и требует сравнительно небольшого расхода сухого льда.

Ниже приведены технические данные вакуумных установок типов «Иней I» и «Иней II»:

Перед применением установки рекомендуется проверить предельное остаточное давление, создаваемое на ее входе. Для этого необходимо закрыть затвор на входном патрубке ловушки, заполнить ловушку сухим льдом и ацетоном и последовательно включить форвакуумный и двухроторный насосы. Если установка не обеспечивает указанное в паспорте предельное давление, необходимо заменить масло в форвакуумном насосе либо проверить создаваемое им полное остаточное давление, которое должно соответствовать значению, указанному в паспорте. Одновременно с проверкой работы установки проверяют ее герметичность. Установка считается герметичной, если через 15 мин после включения вакуумных насосов давление в ловушке понизится до 1,3 Па. Обнаружение мест неплотностей необходимо производить с помощью галоидных или ультразвуковых течеискателей.

При подготовке к низкотемпературной подсушке необходимо обратить внимание на вопрос обеспечения и хранения сухого льда. Перевозить и хранить сухой лед следует в теплоизолированных контейнерах. Не следует допускать хранение сухого льда в контейнерах в течение более 3 суток, так как он теряет свои свойства. Для проведения низкотемпературной подсушки потребуется не менее 100 кг льда каждые сутки. Перед началом подсушки определяют остаточное влагосодержание образцов изоляции.

Низкотемпературную подсушку изоляции производят следующим образом. Тщательно уплотняют трансформатор и проверяют его герметичность. Включают форвакуумный насос и после достижения в баке трансформатора остаточного давления 400 Па включают двухроторный насос. После достижения в баке остаточного давления не более 130 Па повторно проверяют герметичность трансформатора. Затем включают ловушку вымораживания и продолжают вакуумирование до получения остаточного давления в баке трансформатора не более 13 Па. В результате создания низких значений парциального давления водяных паров над поверхностью изоляции удаление влаги из изоляции происходит интенсивно, влага конденсируется в виде инея на охлаждающейся поверхности ловушки.

В процессе подсушки производят периодическое добавление в ловушку сухого льда и удаление из нее конденсата (инея).

Для удаления конденсата необходимо перекрыть краны, соединяющие ловушку с баком трансформатора и вакуум-насосом, и создать в ней атмосферное давление. Конденсат (иней) соскабливают с охлаждающей поверхности металлическим скребком на противень, а затем растапливают и переливают в мерный сосуд. Конденсат удаляют через каждые 24 ч, а при значительном его выделении в начальный период подсушки — через каждые 12 ч. Конденсат состоит из масла и влаги. Разделение масла и влаги происходит в процессе отстоя в мерном сосуде.

В процессе подсушки измеряют остаточное давление в трансформаторе, отношение ∆С/С изоляции обмоток, температуру ацетона в ловушке, а также периодически оценивают интенсивность выделения паров из изоляции трансформатора. Интенсивность выделения паров определяют по изменению давления в баке в течение 1 ч после прекращения откачки и герметизации бака. В процессе подсушки изменение давления должно уменьшаться, а в конце подсушки установиться. Подсушка продолжается до момента, когда:
1) количество выделившегося конденсата влаги в ловушке не будет превышать 0,5 кг в сутки на протяжении последних 48 ч;
2) остаточное давление в баке не будет превышать 13 Па;
3) значение ∆С/С изоляции обмоток остается неизменным в течение 48 ч.

Затем трансформатор заливают маслом, после окончания подсушки определяют влагосодержание образца изоляции толщиной 1 мм, которое не должно превышать 1%.